La AEI participa en los siguientes órganos de gobierno de ámbito europeo: 

1. GPC-ERAC: Grupo de Alto Nivel del Espacio Europeo de Investigación (ERA, por sus siglas en inglés) para la definición de la Programación Conjunta. Creado por el Consejo Europeo y la Comisión Europea. La AEI participa en este grupo junto con el CDTI.
2. Grupo de Programación Conjunta: Creado en 2016 por recomendación de la hoja de ruta española hacia el Espacio Europeo de Investigación (ERA, por sus siglas en inglés). La AEI ostenta la coordinación del Grupo constituido por representantes de la propia AEI, de CDTI, ISCIII, INIA, FECYT y con participación del Ministerio de Ciencia e Innovación.
3. JPI WATER: Iniciativa de programación conjunta relacionada con la investigación sobre agua. La AEI participa en el consejo de gobierno y en el consejo ejecutivo. La AEI además coordina uno de los proyectos europeos con cofinanciación de la UE, WaterWorks 2014.
4. JPI OCEANS: Iniciativa de programación conjunta relacionada con la investigación sobre océanos. La AEI participa como país asociado.
5. JPI CLIMA: Iniciativa de programación conjunta relacionada con la observación del clima. La AEI participa como país asociado.
6. JPI CULTURAL HERITAGE: Iniciativa de programación conjunta relacionada con la investigación en patrimonio cultural europeo. La AEI participa como país asociado.
7. JPI HDHL: Iniciativa de programación conjunta relacionada con dieta y vida saludable. La AEI participa en sus órganos de gobierno junto al ISCIII.
8. JPI MYBL: Iniciativa de programación conjunta relacionada con la investigación sobre envejecimiento. La AEI participa en el consejo de gobierno junto al ISCIII.
9. JPI AMR: Iniciativa de programación conjunta relacionada con investigación sobre resistencia antimicrobiana. La AEI participa en sus órganos de gobierno junto al ISCIII.
10. JPND: Iniciativa de programación conjunta relacionada con la investigación sobre Alzheimer y otras enfermedades neurodegenerativas. El CDTI participa en sus órganos de gobierno junto al ISCIII. La AEI mantiene una posición de seguimiento.
11. JPI URBAN: Iniciativa de programación conjunta relacionada con la investigación en la gestión global de las ciudades, incluye aspectos sociales y de sostenibilidad. La AEI participa como observador.
12. JTI ECSEL-JU: Empresa común de investigación sobre nano electrónica y sistemas integrados. La AEI participa en los grupos de agencias financiadoras y de definición de áreas estratégicas junto a la Secretaría de Estado de Digitalización e Inteligencia Artificial (SEDIA-MAETD).
    En Horizonte Europa, el testigo de ECSEL ha sido tomado por la nueva empresa común Key Digital Technologies (KDT JU), bajo el art. 187 del TFUE. La AEI participa desde 2020 en la definición del programa KDT junto con la SEDIA. La AEI financiará la participación de entidades académicas, mientras que la SEDIA financiará la participación del sector privado.
13. JTI  Euro-HPC-JU: Empresa común para la computación de alta eficacia europea. La AEI participa en el consejo de gobierno junto con el MCIN.

La AEI participa en los siguientes órganos de gobierno fuera del ámbito europeo: 

• Programa CRCNS. Acuerdo de colaboración con Estados Unidos sobre neurociencia computacional, firmado por la National Science Foundation (NSF), los National Institutes of Health (NIH) y el Department of Energy (DOE) de Estados Unidos y por la Agencia Estatal de Investigación y el Instituto de Salud Carlos III, por parte de España. En 2018 la AEI y el Instituto de Salud Carlos III firmaron un convenio tripartito de colaboración con la National Science Foundation de EEUU (NSF) que dio acceso al programa CRCNS. Este es un programa muy competitivo en el que únicamente participan cuatro países, además de España y EEUU: Japón, Francia, Alemania e Israel.

• CYTED. Programa de Ciencia y Tecnología para el Desarrollo, creado por los gobiernos de los países iberoamericanos para promover la cooperación en temas de ciencia, tecnología e innovación para el desarrollo armónico de Iberoamérica.

• EU-CELAC Interest Group. Compuesto por 28 agencias de financiación de América Latina, el Caribe y Europa que deseen colaborar en ciencia, tecnología e innovación birregionales (CTI), y la implementación del Espacio Común de Investigación UE-CELAC a través de acciones conjuntas.

• European Interest Group (EIG) Concert Japan. Es una iniciativa conjunta internacional para apoyar y mejorar la cooperación en ciencia, tecnología e innovación (CTI) entre los países europeos y Japón.