2014-2019年期间，实验室共计承担11项国际合作项目。
1) 国家自然科学基金国际合作项目“上对流层-下平流层大气气溶胶的主要来源与输送路径的研究（Sources and transport pathways of aerosols in the upper troposphere and lowerstratosphere）”，批准号：41861134034，执行期限：2019.01-2021.12，经费：133万元，中方负责人：吕达仁，合作方：德国于利希研究中心超级计算中心气候科学研究室主任Lars Hoffmann。
2) 国家自然科学基金国际合作项目“城市效应对雷暴和闪电的影响—北京和特拉维夫对比研究（Urban effects on lightning: a comparative study of Tel-Aviv and Beijing thunderstorms using lightning detection networks and numerical models）”，批准号：41761144074，执行期限：2017.10-2020.09，经费：197万元，中方负责人：郄秀书，合作方：以色列荷兹利亚交叉学科中心(IDC)可持续发展学院院长Y. Yair教授。
3) 国家自然科学基金国际合作与交流项目（中俄合作）：“基于高光谱技术的华北地区污染气体-温室气体-气溶胶的观测研究（Monitoring and Study of Gaseous and Aerosol Atmospheric Pollution and Green-House Gases over Northern China Based on High-resolution Spectroscopic Technologies）”，批准号：41811530091，执行期限：2018.01-2019.12，经费14.4万元，中方负责人：王普才，合作方：俄罗斯科学院大气物理所G. G. Sergeevich院士。
4) 国家自然科学基金国际合作与交流项目（中俄合作）“城市群对区域环境和气候影响的试验研究和评价（Experimental study and assessment on impact of city cluster on regional environment and climate）”，批准号：41411130199，执行期限：2014.01-2015.12，经费：9万元，中方负责人：王普才，合作方：俄罗斯科学院大气物理所G. G. Sergeevich院士。
5) 国家重点研发计划“政府间国际科技创新合作”金砖国家多边合作计划项目：“不同地区强雷暴特征和结构与环境条件的关系研究（Investigating the links between different environmental conditions and severe thunderstorms characteristics and structure for Different Earth Regions）”，批准号：YS2018YFGH000021，执行期限：2019.01-2021.12，经费：267万元，中方负责人：杨静，合作方：印度热带气象研究所S. D. Pawar，俄罗斯圣彼德斯堡地球物理观测台A. Sinkevich。
6) 中国科技部-欧洲空间局合作计划“龙计划”项目：“Monitoring greenhouse gases from space: retrieval algorithm development and CO2 and CH4 flux inversion”，批准号：32301，中方负责人：杨东旭，执行期限：2014.01-2015.12，经费自筹，合作方：英国莱斯特大学H. Boesch教授。
7) 中国科技部-欧洲空间局合作计划“龙计划”项目“Joint Optimization of Chinese ground-based FTIR Reference measurements (JOCFRM) ”，批准号：32426-5，执行期限：2017.01-2020.12，经费自筹，中方负责人：王普才，合作方：比利时高层大气研究所所长M. Demazière。
8) 中国科技部-欧洲空间局合作“龙计划”项目：“Air quality over China”，批准号：32771，执行期限：2017.01-2021.12，经费自筹，中方负责人：白建辉，合作方：荷兰皇家气象研究所A. Ronald博士，芬兰气象研究所G. Leeuw教授，德国空间中心N. Hao博士。
9) 欧盟第七框架计划(FP7)的项目“MarcoPolo project”，批准号：606953，执行期限： 2014.1-2016.12，经费10万欧元，中方负责人，白建辉，合作方：荷兰皇家气象研究所A. Ronald博士。
10) 中国科学院国际合作局中国-芬兰对外合作重点项目：“中国碳卫星数据验证和应用研究（GHGs Measurement from Chinese TanSat Satellite）”，批准号：134111KYSB20170010，执行期限：2018-2020，经费：100万元，中方负责人：刘毅，合作方：芬兰气象研究所J. Tamminen博士。
11) 中国科学院对外合作重点项目-中科院-亥姆霍兹联合会伙伴团队项目“亚洲地区人为排放增加对气候的影响研究（Climatological impact of increasing anthropogenic emissions over Asia）”，项目编号：GJHZ1507，执行期限：2015.01-2017.12，经费：90万元，中方负责人：刘毅，合作方：德国于利西研究中心M. Riese教授。
