Strålevern og atomsikkerheit er prega av eit omfattande nasjonalt samarbeid. Dette gjeld ikkje berre samarbeid om normer for forvaltning, men også eit aukande samarbeid om forsking over landegrensene.
Den internasjonale strålevernkommisjonen (ICRP) vart danna i 1928, og har framleis stor fagleg autoritet gjennom utvikling av risikovurderingar og normforslag. Desse påverkar i høg grad utviklinga av internasjonale normer og praktisk arbeid med strålevern i andre internasjonale organisasjonar. Tilsvarande utviklar strålevernkommisjonen for ikkje-ioniserande stråling (ICNIRP) normforslag på sitt område.
Det internasjonale atomenergibyrået (IAEA) er eit FN-organ med viktig innsats på alle område av betyding innan strålevern og atomsikkerheit. IAEA forvaltar konvensjonar, standardar og anbefalingar, og er ei drivande kraft i det internasjonale samarbeidet om atomberedskap. Statens strålevern deltek tungt i ei lang rekke av aktivitetane til IAEA, og yt hjelp til Utanriksdepartementet i Noreg si rolle som styremedlem i perioden 2006-2008.
Statens strålevern prioriterar høgt ein aktiv dialog og samarbeid med EU både på forvaltningsområdet og i forhold til forsking. Det europeiske forskingssamarbeidet omfattar eit program om atomsikkerheit og strålevern, og Statens strålevern er involvert i ei rekke prosjekt i EU sitt 6. og 7. rammeprogram.
Styresmaktene til dei nordiske landa innan strålevern, atomsikkerheit og atomberedskap samarbeidar nært om ei rekke spørsmål. Det nordiske sjefsmøtet er veletablert og møtast to gongar i året for å utvikle felles syn i sentrale spørsmål, vidareutvikle nordisk beredskap og etablere eller følgje opp samarbeidsprosjekt. Strålevernet deltek også i Nordisk kjernesikkerhetsforskning (NKS). Hovudmålet med dette samarbeidet mellom dei fem nordiske landa er betra sikkerheit, auka kompetanse og meir kunnskap på kjernesikkerheitsområdet.
Strålevernet spelar ei sentral rolle i gjennomføringa av Regjeringa sin handlingsplan for atomsikkerheit i Nordvest-Russland. Dette inneber blant anna nært samarbeid med relevante russiske styresmakter. På dette området er det også nødvendig med eit breiare internasjonalt samarbeid.