学校积极开展对外学术、科技和文化交流，先后与美国、法国、澳大利亚、俄罗斯等国家的172所大学签订了友好合作协议，建有保加利亚大特尔诺沃大学孔子学院，中外合作办学机构“安哈尔特智能工程与可持续发展学院”，牵头建设“中国－乌兹别克斯坦卓越工程师学院”。

学校不断加强地球科学领域的国际合作。2012年，学校牵头组建“地球科学国际大学联盟”，为实现地球科学领域人才培养和科技创新的发展共赢搭建平台；2022年，学校举办“中外大学校长论坛”，发布《武汉共识：新地学教育倡议》，加强中外大学国际合作与交流。学校积极服务“一带一路”建设。建设“丝绸之路学院”和“丝绸之路地质资源国际研究中心”，共建“中国-上海合作组织地学合作研究中心武汉学院”“中国-东盟地学合作中心东盟学院（武汉）”“中国-中非地学合作中心非洲学院”“‘一带一路’国际地学教育培训中心”等，为沿线国家绿色发展提供重要人才支撑。