Международное сотрудничество является одним из приоритетных направлений развития факультета "Геологии и геологоразведки"  и важным инструментом в обеспечении качества образования и его соответствия международным стандартам. Факультет  поддерживает связи с компаниями-недропользователями и учебными заведениями Англии, Австрии, Франции, Италии, Германии, России и других стран. Одним из ключевых направлений сотрудничества является обмен опытом, привлечение иностранных специалистов и производственников к учебному процессу, а также разработка и реализация совместных образовательных и научно-исследовательских программ, направленных на предоставление студентам и ППС возможности прохождения стажировок в зарубежных вузах, а также обмен преподавателей и студентов.

Налажено тесное сотрудничество с Российской Академией наук и РГУ им. Губкина, Туринским политехническим университетом и университетом Басиликата (Италия), куда декан факультета Зауре Бекмухаметова выезжала для подписания Соглашения о создании совместной казахстанско-итальянской магистерской программы “Geoscience & Georecourses” и проведения лекции. Активное участие в учебном процессе принимают и компании. Так, профессора Total Association Professors ежегодно проводят  модульные курсы студентам. В рамках соглашения с компаниями Schlumberger, Micromine и Paradigm КБТУ были безвозмездно переданы лицензии на программные обеспечения, предназначенные для проведения профильных курсов.

Факультет также активно сотрудничает с иностранными коллегами в области научно-исследовательских работ. В рамках международного сотрудничества по теме НИР "Оценка перспектив нефтегазоносности осадочных бассейнов Южного Казахстана", ассоциированный профессор факультета Валерий Коробкин совместно с сотрудниками Гентского  университета Бельгии – профессорами Нилом Девисом, Стейном Глори, Элен де Пельсмакер и Фан Мейз, провел совместные полевые работы. С российской стороны участие принимал доктор геолого-минералогических наук М.М. Буслов. Во время полевых работ были отобраны пробы для определения абсолютного возврата и трэкового дотирования. Данные исследования позволят ученым изучить вопросы формирования осадочных бассейнов Южного Казахстана, и выявить перспективные зоны нефтегазоносности. Помимо этого на термический и регеноструктурный анализы были отобраны образцы. Выполнение этих видов аналитических работ позволят уточнить вещественный состав мезозойских и кайнозойских комплексов чехла осадочных бассейнов, и определить содержание в них органического вещества.

Профессор факультета Александр Ивахненко активно сотрудничает с коллегами из дальнего зарубежья: проводит совместные научно-исследовательские работы в области магнетизма горных пород, петрофизике и геологии с факультетом наук о Земле университета Мюнхена, а также с колумбийским университетом Симона Боливара в области исследований нефтематеринских пород, процессов миграции и биодеградации нефтей, а также изучения тяжелых месторождений нефтей. В результате сотрудничества были проведены совместные полевые работы.

Сотрудники факультета совместно со своими студентами принимают активное участие в работе международных конференций, публикуясь в рейтинговых журналах и выступая со своими научными докладами в ближнем и дальнем зарубежье.