Nhằm thúc đẩy hợp tác quốc tế trong nghiên cứu khoa học, hỗ trợ trao đổi học thuật giữa các nhà khoa học Việt Nam và quốc tế, tạo dựng môi trường nghiên cứu thuận lợi, hội nhập quốc tế nhằm nâng cao năng lực khoa học và công nghệ quốc gia; Thu hút các nguồn lực nước ngoài (tài chính và nhân lực khoa học trình độ cao) cho nghiên cứu khoa học của Việt Nam đồng thời tăng cường kết nối, phát triển mạng lưới hợp tác quốc tế nhằm nâng cao hiệu quả quản lý và tài trợ nghiên cứu khoa học của Việt Nam, NAFOSTED hiện đang triển khai hợp tác hiệu quả với nhiều đối tác trong và ngoài khu vực.​