ФАО активно сотрудничает с национальными системами сельскохозяйственных исследований (НССХИ) и региональными исследовательскими организациями, в том числе с Ассоциацией сельскохозяйственных исследовательских учреждений Ближнего Востока и Северной Африки (AARINENA), Азиатско-Тихоокеанской ассоциацией сельскохозяйственных исследовательских учреждений (APAARI) и Форумом по вопросам сельскохозяйственных исследований в Африке (FARA). ФАО также участвует в нескольких исследовательских проектах, финансируемых Европейским союзом, например в проекте "Мелкие хозяйства, малые продовольственные предприятия и устойчивая продовольственная безопасность" (SALSA), в рамках которого Организация ведет совместную работу с 16 европейскими и африканскими партнерами.
Партнерство ФАО с Консультативной группой по международным сельскохозяйственным исследованиям (КГМСХИ) имеет долгую историю и особое значение. КГМСХИ – это глобальная исследовательская организация с 15 центрами по всему миру. Она была создана в 1971 году, и ФАО была одним из трех ее соучредителей. ФАО активно сотрудничает с отдельными центрами КГМСХИ и является членом Совета системы КГМСХИ ex officio. ФАО также поддерживает давние партнерские отношения с Глобальным форумом по сельскохозяйственным исследованиям и инновациям (ГФСХИ) – многосторонним механизмом, в состав которого входят свыше 580 организаций-партнеров. ГФСХИ был создан в 1996 году четырьмя учреждениями‑организаторами, одним из которых была ФАО, а с 2003 года в штаб-квартире ФАО располагается Секретариат ГФСХИ.