Mednarodno sodelovanje šole je bistvenega pomena za šolo, zato je obsežno in raznovrstno. Profesorji MPŠ neposredno sodelujejo z vodilnimi raziskovalnimi skupinami blizu sto univerz in v to sodelovanje vključujejo tudi študente MPŠ. Študenti so neposredno vključeni tako v EU-projekte kakor tudi v druge domače in mednarodne projekte. V tem okviru se izpopolnjujejo na tujih univerzah in inštitutih, prav tako tuji profesorji redno predavajo na MPŠ. Mentorji organizirajo za najboljše študente podoktorski študij na vodilnih mednarodnih univerzah in inštitutih.
MPŠ ima sklenjenih veliko dolgoročnih sporazumov o mednarodnem sodelovanju. Med temi so pogodbe o raziskovalnem oziroma pedagoškem sodelovanju z:
Adam Mickiewicz University, Poznań, Poljska
Bauman University, Moskva, Rusija
Joint Institute for Nuclear Research, JINR, Dubna, Rusija
Korea Advanced Institute of Science and Technology, KAIST, Daejeon, Južna Koreja
Roskilde University, Danska
Tokushima Bunri University, Tokio, Japonska
Universidad Nacional del Sur, Bahía Blanca, Argentina
Universidade de São Paulo, Brazilija
Universitatea din Bucureşti, Romunija
Univerza v Novi Gorici, Slovenija
Zhejiang University, Hangzhou, Kitajska
Z naslednjimi univerzami ima šola veljavne bilateralne sporazume za izmenjavo študentov in profesorjev v okviru programa Erasmus+ za obdobja do leta 2021:
Babes-Bolyai University, Cluj-Napoca, Romunija, koordinator prof. dr. Ingrid Milošev
Josip Juraj Strossmayer University of Osijek, Hrvaška, koordinator prof. dr. Gregor Papa
Mustafa Kemal University, Antakya, Turčija, koordinator prof. dr. Slavko Bernik
Sabanci University, Istanbul-Tuzla, Turčija, koordinator prof. dr. Sašo Šturm
Technical University of Cluj-Napoca, Romunija, koordinator prof. dr. Mihael Mohorčič
Tomas Bata University in Zlín, Češka, koordinator prof. dr. Miran Mozetič
University of Perugia, Italija, koordinator prof. dr. Veronika Stoka
University of Barcelona, Španija, koordinator prof. dr. Uroš Cvelbar
University of Limoges, Francija, koordinator doc. dr. Danjela Kuščer Hrovatin
University of Lorraine, Nancy, Francija, koordinator prof. dr. Marko Debeljak
University of Tours, Francija, koordinator dr. David Kocman
University of Amsterdam, Nizozemska, koordinator prof. dr. Bogdan Filipič
University of Ioannina, Grčija, koordinator prof. dr. Uroš Cvelbar
University of Porto, Portugalska, koordinator prof. dr. Sašo Džeroski
University of Salerno, Italija, koordinator prof. dr. Đani Juričić
University of Udine, Italija, koordinator prof. dr. Matjaž Gams
Gostujoči profesorji MPŠ prihajajo iz tehnološko najrazvitejših držav (Avstrija, Belgija, Finska, Francija, Hrvaška, Japonska, Nemčija, Norveška, Romunija, Švica, Velika Britanija, ZDA). To so po pravilu vrhunski znanstveniki-eksperti za področja, izbrana glede na dosežke najbolj propulzivnih znanosti in interese gospodarstva.