作为国家发电行业热能动力工程技术研究与开发的科技型企业，西安热工研究院与许多国家和国际组织有着广泛的技术交流与合作。

     多年来，热工院成功地执行和参与了诸如联合国开发计划署（UNDP）、欧盟（EU）、世界银行、亚洲开发银行等国际组织的技术咨询和科技开发项目，以及美国、德国、英国、丹麦、加拿大、澳大利亚等国的多项政府间科研及技术合作项目，如中国-欧盟“提高中国燃煤电站效率和降低污染物排放”技术合作项目；中国-加拿大“降低中国燃煤锅炉CO2排放”项目；中国-丹麦/英国(能源)洁净煤技术合作项目；中国-德国“常规火电厂燃烧技术”、“电站技术能源经济（培训）中心”、“燃煤电厂水务管理” 等技术合作项目。

     热工院与国外许多科研单位、发电集团公司及设备制造厂商保持着密切的合作与联系，进行科研项目合作开发、联合投标、设计生产等，如作为中国华能集团技术中心，热工院目前正积极与美国未来电力企业联盟（FutureGen Industry Alliance）合作，参与“绿色煤电”项目的开发；与澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）合作，开展常规电站CO2捕获示范项目；与法国电力公司（EDF）签订了全面技术合作框架协议，在洁净煤发电技术、火电厂污染物排放控制技术、火电机组运行调试及性能考核、机组寿命评估等领域开展技术合作研究与开发等。

     热工院还聘请多名美国、德国、加拿大、法国等国的著名专家和学者担任技术顾问，与国外组织和机构合作在院内建有专业培训中心。定期邀请国外著名教授、学者以及大型电力制造企业的专家来院进行技术交流、讲座和合作研究，并组织专业技术人员到国外参加国际学术会议、联合设计开发、进行技术考察及访问。