تتمثّل مهام مديرية التعاون الدولي في إنشاء وإدامة التواصل مع المؤسسات الوطنية والإقليمية والدولية المختلفة فيما يخدم الهيئة. كما وتقوم بمتابعة عدد من الإجراءات الداخلية والخارجية والمتعلّقة بتسهيل الاتصال الخارجي للمديريات.

 تعتبر مديرية التعاون الدولي نقطة اتصال الهيئة مع شركائها  في المملكة والمنطقة ودول العالم المختلفة. ويقع على عاتقها التخطيط للفعاليات وتنظيمها وإدارتها إضافة إلى التعامل مع المراسلات والمشاريع والاتفاقيات الدولية بالتنسيق مع المديريات المعنية في الهيئة. كما وتقوم المديرية بتنسيق مشاركة الموظفين في المؤتمرات والندوات والدورات المهمّة محلياً ودولياً.

إضافة إلى ذلك فإنّ المديرية تقوم بتحضير المنشورات التعريفية والتثقيفية فيما يخصّ الهيئة إضافة إلى كونها مسؤولة عن الموقع الإلكتروني للهيئة، مما يساهم بشكل فعّال في عملية التوعية الشاملة في مجال الاستعمال الآمن للإشعاع والطاقة النووية.