Spolupráce se zahraničními universitami a vysokými školami podobného zaměření má na ústavu dlouholetou tradici.
Již brzy po založení ústavu rozvíjeli jeho pracovníci široké mezinárodní aktivity s tehdy dostupnými partnery, především z bývalé NDR, Polska a SSSR. Spolupráce byla zaměřena hlavně na výměnu pracovníků v rámci krátkodobých i dlouhodobých pobytů na partnerských pracovištích a výměnu studentů a doktorandů (dříve nazývaných aspiranty) v rámci odborných výměnných mezinárodních praxí. K významným aktivitám patřilo i řešení diplomových prací na partnerských pracovištích. Součástí těchto aktivit byla i výměna odborných poznatků formou vzájemného poskytování sborníků z konferencí, knih odborného zaměření a dalších druhů publikací.
K tradičním partnerům na poli mezinárodní spolupráce ústavu po celou dobu jeho existence patří především TU Bergakademie Freiberg v bývalé NDR, dnešní SRN. Spolupráce ústavu s touto universitou byla zahájena v roce 1956 a jako jediná se udržela až do současné doby a je velmi intenzivně rozvíjena i nadále, především řešením společných výzkumných projektů a v oblasti výměny studentů, doktorandů a pedagogů obou pracovišť. K tomu je intenzivně využíván program EU Socrates/Erasmus. Od akademického roku 2007/2008 byla podepsána dohoda o udělování dvojího diplomu pro studenty našeho ústavu a studenty oboru Umweltengineering na TU BA Freiberg. Tato dohoda umožňuje studentům obou universit získat kromě diplomu své mateřské university také diplom partnerské university, pokud úspěšně absolvují poslední rok studia na partnerské universitě a splní všechny studijní povinnosti.
Odborná náplň spolupráce s tímto partnerem vychází z odborného zaměření obou pracovišť. Jedná se především o vývoj nových postupů výroby pevných paliv pro domácnosti (tzv. kombinovaná paliva na bázi uhlí a biomasy), nových postupů výroby adsorpčních materiálů na bázi aktivního uhlí, testování adsorpčních materiálů k různým účelům průmyslového použití a obdobná témata.
Spolupráce s ostatními partnery z vých. Evropy, k nimž v minulosti patřila Akademia hutniczo-gornicza v Krakově a Institut Imjenji Gubkina v Moskvě, byla začátkem devadesátých let utlumena a v současné době probíhá pouze formou zdvořilostních návštěv na partnerských pracovištích u příležitosti významných jubileí.
Koncem osmdesátých let navázal ústav intenzivní kontakty s partnery ze záp. Evropy. Jedná se především o Engler-Bunte-Institut TU Karlsruhe, jehož součástí je pracoviště velmi podobného zaměření, jako je zaměření našeho ústavu. Intenzivní spolupráce koncem 80. a začátkem 90. let probíhala především formou dlouhodobých studijních pobytů pracovníků ústavu na partnerském pracovišti v Karlsruhe. Tato spolupráce byla dále rozvíjena a zůstala zachována do současné doby. V posledních letech probíhá především výměna studentů a pedagogů v rámci programu EU Socrates/Erasmus.
Podobná spolupráce v přibližně stejném časovém období byla navázána i s Bergbau-Forschung GmbH Essen (dnešní DMT Essen). I na tomto pracovišti pobývalo formou dlouhodobých stáží několik pracovníků ústavu. Spolupráce s touto institucí byla v první polovině devadesátých let utlumena.
Začátkem 90. let byla navázána spolupráce s Universitou Erlangen-Norimberk, Institutem technické chemie II. Tato spolupráce probíhá formou výměny studentů a pedagogů, opět především na základě programu Socrates/Erasmus. Jeden pracovník ústavu působil jako hostující profesor na této universitě v letech 1997 - 98.
V polovině 90. let byl navázán kontakt s Universitou Stuttgart, Institut inženýrství parních kotlů, při řešení mezinárodního výzkumného projektu PECCO Joule II. Spolupráce dále pokračuje uzavřením dohody v rámci programu Socrates/Erasmus.
Koncem 90. let byla navázána spolupráce s NTNU Trondheim v Norsku, která probíhá především v oblasti řešení společných výzkumných projektů týkajících se zplyňování biomasy. V rámci této spolupráce má ústav možnost vysílat své doktorandy a pedagogy na krátkodobé i dlouhodobé pobyty na NTNU.
V roce 2001 byla navázána spolupráce s Vysokou školou Zittau/Görlitz ve SRN. Tato spolupráce by měla být zaměřena na řešení společných výzkumných projektů, především v oblasti použití mikrovlného záření v technologických procesech (např. sušení, desorpční procesy, apod.). S uvedeným partnerem byla rovněž uzavřena smlouva o spolupráci v rámci programu Socrates/Erasmus.
V roce 2001 byla zahájena spolupráce s výzkumným ústavem CRE Group Ltd. v Cheltenbaru (UK). Spolupráce je zaměřena na enviromentální analytickou problematiku a edukační činnost v oblasti ochrany ovzduší s cílem sjednocení řady činností v zemích EU a zemí připravujících se ke vstupu do EU.
V roce 2001 byla navázána spolupráce s Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig (NSR). Tato spolupráce by měla v budoucnu být zaměřena na řešení výzkumných projektů v oblasti plynárenství, především problematiky dopravy, rozvodu a uskladnění plynu. S touto univerzitou byla rovněž podepsána smlouva o spolupráci v rámci programu Socrates/Erasmus.
Od roku 2000 spolupracuje ústav s firmou Verbundnetz Gas AG Leipzig. Spolupráce v oblasti výzkumu je zaměřena především na optimalizaci technologie sušení zemního plynu na podzemním zásobníku Kirchheilingen nedaleko Erfurtu.
Ústav je úspěšně zapojen také do řešení mezinárodních výzkumných projektů. V současné době je na ústavu řešen v rámci 6. rámcového programu EU projekt Green Fuel Cell, který je zaměřen na vývoj vhodné technologie zplyňování biomasy, vysokoteplotní čištění vyrobeného plynu a jeho využití v palivovém článku. Na našem pracovišti je řešena problematika odstraňování H2S, HCl a HF z plynu adsorpcí za vysokých teplot.
Dalším mezinárodním výzkumným projektem, na jehož řešení se ústav podílí, je projekt REDUBAR programu Intelligent Energy. Tento projekt je zaměřen na využití biomethanu v rozvodných sítích pro zemní plyn.
V letech 2015 - 2017 se Ústav plynných a pevných paliv a ochrany ovzduší podílel na projektu "Výzkum vysokoteplotní sorpce CO2 ze spalin s využitím karbonátové smyčky. Tento projekt byl finančně podpořen z Norských fondů v rámci programu CZ08 - Zachycování a ukládání oxidu uhličitého. Na projektu pracovaly tři české instituce - VŠCHT Praha, ČVUT v Praze a ÚJV Řež a.s. Více informací o projektu HITECARLO: http://hitecarlo.vscht.cz/