O programa, desde a sua criação, tem realizado iniciativas como cooperação entre a UFJ e outras IES e pesquisadores. Bastante esforços têm sido feitos para estabelecer convênios e contratos com parcerias internacionais.

Algumas ações individualizadas, com foco na cooperação de aprendizado, têm sido desenvolvidas com o objetivo de fortalecer o networking e a aproximação com outros institutos. Entre essas iniciativas, destaca-se a realização de estágios de pós-doutoramento no exterior. Parte dos docentes do programa já realizou atividades nos Estados Unidos, Inglaterra, França, Portugal, estabelecendo parcerias com instituições como as Universidades de Oxford e Michigan, além da Força Aérea dos Estados Unidos, entre outras.

O estímulo de cooperação entre docentes é essencial para a multidisciplinaridade do programa. Nesse contexto têm sido estimulados: coorientação entre docentes de diferentes linhas, participação de bancas de qualificação e defesa de produto final e participação conjunta em disciplinas e nas comissões administrativas do programa. Esses processos têm aproximado os pesquisadores, aumentando sua colaboração e promovendo integração entre os grupos de pesquisa.

No âmbito do programa, vários projetos de pesquisa apresentam parcerias com instituições de pesquisa nacionais e internacionais que têm contribuído para o desenvolvimento das atividades de ensino e pesquisa do curso e que contribuirão para o futuro doutorado. As atividades envolvem cooperação em projetos de pesquisa como uso de equipamentos, análise de dados e redação de artigos, orientações entre os programas, participação em publicações, bancas e disciplinas.
Algumas Universidades como a Universidade de Oxford, Instituto Paul Ehrlich, Universidade UDELAR – Uruguai, Universidade de Detroit (EUA), Universidade de Michigan entre outras com pesquisa realizada por membros do programa ampliam essa possibilidade de convênio e incentivo. Recentemente foi realizado o I Seminário de Internacionalização, com a participação de colaboradores estrangeiros.

Os docentes do programa mantêm cooperações acadêmicas em âmbito nacional e internacional, estabelecendo parcerias com diversas instituições de ensino e pesquisa. O prof. Dr. Alexandre Pancotti possui colaborações com o CEA-Saclay/PARIS, a UFPR e Air Force Research Laboratory. O prof. Dr. Esteban Nicolás Lorenzon mantém parcerias com a UFG, UNESP, UFC e a UNLP (Universidad Nacional de La Plata). Os profs. Giselle Soares Passos e Marcos Gonçalves de Santana colaboram com a UFMG, UFRRJ e Arizona State University. O Prof. Dr. Hanstter Hallison Alves Rezende desenvolve atividades em conjunto com a UFG, UEL e UEG. O Prof. Dr. Marcos Lázaro Moreli possui parcerias com a UFMT, UFG, UNB, Paul Ehrlich Institute, USP, UFV. A Profa. Dra. Rosângela Maria Rodrigues com a UNB, UFU e USP. A Profa. Sandra Aparecida Benite Ribeiro, colabora com a UNIJUÍ e a University of Pittsburgh. O Prof. Dr. Rafael Menezes da Costa possui parcerias com a UFG, USP, Unicamp, University of Pittsburgh e University of Tsukuba (Japão). O Prof. Dr. Roosevelt Alves da Silva mantém cooperação com a UFG, FAMERP, UNESP-ASSIS e UFRN. Por fim, o Prof. Wagner Gouvêa dos Santos desenvolve parcerias com a UFG, Centro de Desenvolvimento de Tecnologia Nuclear e a Virginia Commonwealth University.