国际科技合作与交流对物理所的改革和发展起到了重大推动作用，不仅促进了科研成果的产出，也大幅度提高了物理所的国际化水平和世界影响力。全所每年在境外开展合作交流的科研人员和学生人次逐年增长，2017年达到752人次，相比10年前的324人次翻了一番。物理所研究人员的国际交往遍布全球，合作对象以美国、日本及欧洲等发达国家为主。
这样的合作为物理所研究人员带来大量科研信息、最新科研进展和卓有成效的科技效益，从而加快缩短了我所与国际高水平科研机构间的差距。
每年到物理所访问的海外研究人员在400余人次左右。这些海外学者通过中短期逗留、学术报告及座谈、学术会议等方式与我所人员进行交流，还包括海外学者与我所的长期合作研究。为实现迈向国际化的战略目标，加强和扩大国际合作与交流，物理所于2009年设立了“海外教授学术休假项目”，鼓励和吸引海外知名教授利用学术假期前来进行深入的科研工作。时至今日，共有10余位海外顶尖科学家通过该项目到物理所开展合作交流。
为吸引海外杰出青年人才，物理所2010年成立了“国际合作研究中心项目”，主要面向创造力最旺盛、学术思想最活跃，在国际学术舞台正崭露头角的青年物理学者。每年邀请他们到物理所访问或短期工作，并参与组织各类前沿领域的研讨会及论坛，使物理所与这些国际学术新秀提前建立了稳固的联系与合作，也为我所从国外引进人才打下了良好的基础。
依托科学院和物理所的各类国际交流人才项目，我们汇聚了大批国际一流科学家，营造了开放、包容、国际化的学术氛围。
通过“中国科学院国际人才计划国际杰出学者项目”“中国科学院国际人才计划国际访问学者项目”“物理所国际量子结构中心”“物理所海外教授学术休假项目”，吸引海外领军人物和知名教授与物理所研究人员深入交流，携手开展研究项目，有力地促进了合作研究成果的产出，也建立了具有科研评价和战略咨询功能的国际评价专家库。
历年访问物理所的海外科学家中，有众多诺贝尔物理学奖获得者和国际知名学者已与我所研究人员建立了深度合作关系。比如美国科学院院士Ward Plummer教授，与物理所相关研究组结成国际合作团队，取得了一系列重要的研究成果，也联合培养了一批优秀人才。2000年，Ward Plummer教授作为首席科学顾问在物理所创立“国际量子结构中心”。
该中心凝聚了海内外一批顶尖科学家，取得了丰硕的研究成果，有力推动中国凝聚态物理研究迅速跻身国际前沿，多名华人科学家已成为我国相关学科的领军人物。
物理所积极组织各类高级别国际学术会议，每年大约主办10次左右各类前沿领域的国际研讨会。2011年承办的第26届国际低温物理大会，有来自63个国家的1300多名会议代表和学生参加。这是国际纯粹与应用物理学会低温物理专业委员会组织的系列国际会议，是低温物理领域内最重要的国际会议，也是凝聚态物理领域规模最大的重要国际性会议之一。物理所成功举办这次大会成为步入该领域核心国际科研机构的重要标志。
物理所先后设立了“崔琦讲座”“中关村论坛”及其他系列国际讲座，邀请国际一流学者作学术报告，开拓研究所的国际视野。至今，“崔琦讲座”已举办十余次，“中关村论坛”开讲三百余次，为物理所研究人员带来了最前沿的科技发展动态，活跃了物理所的学术交流氛围，提升了物理所的国际化水平。
如今物理所已与三十余个国家或地区的著名学术研究机构开展了密切合作，与美、德、法、日以及其他国家的大学、实验室展开了各类国际合作项目并签署了一系列合作协议，如英国皇家学会、美国斯坦福大学、法国国家科学研究中心、瑞士保罗谢勒研究所等。物理所通过积极探索国际合作与交流的新模式，有效促进了科研水平的大幅提升，并增强了研究所的国际影响力和知名度，为推动我国国际科技合作质量作出了实质性贡献。