Thực hiện hội nhập quốc tế và khu vực, từ mối quan hệ chủ yếu với các nước xã hội chủ nghĩa, đến nay Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đã duy trì hợp tác thường xuyên với hơn 30 nước trên thế giới và khu vực.

Tổng cục tham gia với tư cách là đại diện của Việt Nam trong các tổ chức chuyên ngành như: Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế (ISO), Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế (IEC), Hội nghị Tiêu chuẩn khu vực Thái Bình Dương (PASC), Ủy ban Tư vấn về Tiêu chuẩn và Chất lượng của ASEAN (ACCSQ), Tiểu ban Tiêu chuẩn và Đánh giá sự phù hợp của APEC (APEC/SCSC); Tham gia các tổ chức quốc tế và khu vực về đo lường như: Tổ chức Đo lường pháp định quốc tế (OIML), Công ước Mét, Chương trình Đo lường châu Á – Thái Bình Dương (APMP); Tham gia các tổ chức quốc tế và khu vực về công nhận Phòng thí nghiệm Quốc tế, Hợp tác Công nhận Phòng thí nghiệm khu vực Châu Á- Thái Bình Dương…; và nhiều tổ chức quốc tế khác như Tổ chức Năng suất Châu Á (APO), Tổ chức Mã số Vật phẩm Quốc tế (GS1)…

Nội dung hợp tác quốc tế ngày càng gắn kết với các yêu cầu phát triển của ngành, lĩnh vực, địa phương. Bên cạnh vai trò quan trọng trong việc triển khai các cam kết của Việt Nam về hàng rào kỹ thuật trong thương mại khi tham gia Tổ chức Thương mại Thế giới (WTO), hoạt động tiêu chuẩn, đo lường, chất lượng được coi là một trong hai lĩnh vực quản lý quan trọng của Bộ Khoa học và Công nghệ phục vụ trực tiếp cho hoạt động sản xuất, kinh doanh và đưa các kết quả khoa học và công nghệ đi vào cuộc sống.