Zu den größten multilateralen Projekten mit italienischer Beteiligung, die in Deutschland angesiedelt sind, gehören die ESA (Europäische Weltraumorganisation), die ESO (Europäische Südsternwarte in München), das Europäische Laboratorium für Molekularbiologie (EBML) mit Standorten in Heidelberg und Rom, der XFEL (Freie-Elektronen-Laser bei DESY in Hamburg) und die Standorte des Europäischen Zentrums für mittelfristige Wettervorhersage (ECMWF) in Bonn und Bologna. In diesem Bereich wurde am 19. Januar 2024 in Berlin das Abkommen zur Stärkung der wissenschaftlichen und technologischen Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Meteorologie und Klimatologie unterzeichnet.
Es bestehen sowohl Beziehungen auf EU-Ebene (bei Projekten, die in das Programm Horizon 2020 aufgenommen wurden, ist Deutschland der wichtigste Partner Italiens) als auch direkt auf bilateraler Ebene. Erwähnenswert sind das im Jahr 2019 unterzeichnete „Memorandum of Understanding zwischen dem MUR (Ministerium für Universitäten und Forschung) und dem BMBF über die Zusammenarbeit beim Aufbau der Facility for Antiproton and Ion Research (FAIR) in Darmstadt und die zukünftige Entwicklung der Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS)“ sowie die bestehenden Vereinbarungen zwischen dem CNR und den staatlichen deutschen Forschungseinrichtungen Max-Planck, Helmholtz und Fraunhofer.
Darüber hinaus gibt es laut CINECA-Portal über internationale Kooperationen (letzte Abfrage 7. Juli 2021) 611 bilaterale und 147 multilaterale Abkommen zwischen italienischen Hochschulen und deutschen Hochschulen oder Forschungseinrichtungen. Diese Abkommen dienen der Förderung von Forschungsaktivitäten (30 %), dem akademischen Austausch (65 %) sowie der grenzüberschreitenden Ausbildung/Didaktik (56 %).
Die bilaterale Zusammenarbeit mit Deutschland beruht auf dem am 8. Februar 1956 in Bonn unterzeichneten Rahmenabkommen über kulturelle Zusammenarbeit zwischen Italien und Deutschland. Am 24. April 2002 wurde das letzte Durchführungsprotokoll über kulturelle Zusammenarbeit für die Jahre 2002-2005 unterschrieben. Es bestehen daher zurzeit keine bilateralen wissenschaftlich-technologischen Durchführungsprotokolle oder -abkommen mit Deutschland (wie auch mit den übrigen großen EU-Staaten).