2006年以來，中國積極開展多種形式的國際空間交流與合作，與多個國家、空間機構和國際組織簽署多項和平利用外層空間的合作協定或諒解備忘錄，參與聯合國及相關國際組織開展的有關活動，支持國際空間商業合作，取得了積極成果。

其中，雙邊合作主要有：

中國與俄羅斯在總理定期會晤委員會航天合作分委會機制下，確定長期合作計劃，雙方已在空間科學、深空探測等領域簽署多項合作協議。中國與俄羅斯互設國家航天局代表處。中俄雙方在載人航天領域也開展了多項合作。

中國與烏克蘭在中烏合作委員會航天合作分委會機制下，開展廣泛合作，共同簽署《中烏航天合作大綱》。

中國與歐洲空間局在中歐航天合作聯合委員會機制下，共同簽署《中歐航天合作現狀和合作計劃議定書》。在“嫦娥一號”、“嫦娥二號”月球探測任務實施期間，雙方開展緊密合作。2011年9月，中國與歐洲空間局簽署《關于測控網絡及操作相互支持的協議》。

中國與巴西在中巴高層協調委員會航天合作分委會機制下，統籌考慮中巴航天合作規劃，積極推動中巴地球資源衛星的研制，繼續保持中巴地球資源衛星數據的連續性，并擴大該衛星數據在區域和全球范圍的應用。

中國與法國在中法航天合作聯合委員會機制下，簽署中法空間及海洋科技合作框架協議，開展中法天文、中法海洋等衛星工程合作。

中國與英國建立空間科學技術聯合實驗室，共同組織召開中英空間科學與技術研討會，在月球探測、對地觀測、空間科學研究與實驗、人員培訓等領域開展交流。

中國與德國簽署關于在載人航天領域開展合作的框架協議，在此協議機制下，中德雙方在“神舟八號”飛船上開展了空間生命科學實驗合作項目。

美國國家航空航天局局長2010年對中國進行了友好訪問，雙方將繼續開展在航天領域的對話。

中國與委內瑞拉簽署關于和平利用和開發外層空間技術合作的諒解備忘錄，建立中委高級混合委員會科技、工業和航天分委會，在此框架下，推動了中委兩國在通信衛星、遙感衛星以及衛星應用等方面的合作。

中國與歐洲氣象衛星開發組織為推進氣象衛星資料共享和應用，共同簽署《關于氣象衛星資料應用、交換和分發合作協議》。

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