遵循上海交通大学国际化办学战略思想，学院秉承追求卓越的理念积极推进国际化工作，实现与国际顶尖学府的全面对接。现与美国斯坦福大学、加拿大滑铁卢大学、英国利兹大学、英国伦敦大学学院、澳大利亚新南威尔士大学、新加坡国立大学、日本国立环境研究所、日本东北大学、泰国玛希隆大学等十余所国际知名大学及联合国工业发展组织等国际组织建立长期稳定的科研及教育合作。

在借鉴国内外合作办学成功经验的基础上，学院创新工作思路，多途径多形式的推动国际化人才培养。与国际著名高校联合，开展包括双学位项目、联合培养、中短期交流、暑期项目、双边学术会议等多元合作模式。有超过40%的学生参与长短期海外游学或联合培养项目。学院牵头的“中日韩能源与环境领域研究生教育合作计划”，入选教育部“亚洲校园”试点项目。

学院还注重搭建交流平台，推动国际间学术交流活动。先后多次主办、承办国际会议、学术研讨会等，提升学院国内外知名度和影响力。年均接待外宾来访200余人次，举办学术交流活动10余场，师生出访100余人次，接受国际会议大会特邀报告10余人次。

学院还积极构筑国际间科研合作平台，由学院科研团队研发的棕榈油工业废水零排放技术在马来西亚成功应用并推广，获得“2015马来西亚杰出贡献奖”、“2015欧洲社会质量研究卓越钻石奖”等奖项。学院团队积极参与新加坡政府资助的“超大城市的能源环境可持续发展方案”项目，助力上海和新加坡“智慧城市”建设，在此基础上与新加坡国立大学共建“环境与水联合研究中心”。学院还与英、法、荷、德等四国的研究机构联合承担“中欧循环经济与资源效率”项目，合作探索通过生态创新实现区域循环经济发展及资源效率的提升。与伦敦大学学院联合承担“中国社会经济绿色低碳转型规律”项目，在借鉴英国绿色低碳转型经验的基础上探索中国社会绿色低碳转型的路径。