Міжнародна діяльність здійснюється в національних інтересах України у правовому просторі поточних і перспективних Міжнародних угод України про науково-технічне співробітництво з закордонними країнами, Меморандуму Уряду України і Генерального Директора ЮНЕСКО, директивних вказівок і постанов Президії НАН України, Міністерства освіти і науки України.
Основні наукові напрями міжнародної діяльності: теорія розпізнавання зображень та створення на її основі ефективних інтелектуальних інформаційних технологій, інтелектуалізація мовленнєвих технологій на базі дослідження та моделювання природної мови, нейромережеві технології та їх застосування, інтелектуальна робототехніка, інтелектуалізація інформаційних технологій, комп’ютерна лінгвістика, моделювання та прогнозування в економіці, інформаційні технології в біології і медицині, інформаційно-комунікаційні технології в освіті.
Особливе місце в міжнародній діяльності займає співробітництво з ЮНЕСКО. В рамках співробітництва з ЮНЕСКО проводиться координаційна робота зі структурами Виконавчої Ради ЮНЕСКО по обговоренню стратегічних орієнтирів діяльності ЮНЕСКО, у тому числі, стратегічних напрямків розвитку інформаційних технологій та систем. Координаційна діяльність в галузі розробки та використання інформаційних і телекомунікаційних технологій в науці і освіті спільно з кафедрою ЮНЕСКО “Нові інформаційні технології в освіті для всіх” .
Міжнародна діяльність проводиться за такими напрямами: участь Інституту, як опорного центру ЮНЕСКО, у міжнародних програмах та заходах ЮНЕСКО, координація наукової та науково-технічної діяльності на міжнародному рівні, участь у міжнародних конференціях та семінарах тощо. Міжнародне співробітництво здійснюється у формі: представництва України на рівні національних комісій в міжнародних організаціях світового рівня, членства провідних науковців Центру у міжнародних академіях, представництва у вчених радах закордонних наукових асоціацій Міжнародна асоціація творців і користувачів інтелектуальних систем (АТКІС), Міжнародна асоціація International Association on Pattern Recognition (IAPR)), участі провідних науковців Центру у роботі міжнародних наукових та науково-технічних організацій, редколегіях міжнародних періодичних видань, організаційних та програмних комітетах міжнародних конференцій, семінарів та ін.
