4、以国际大科学工程为支撑的区域科技合作。大科学是国际科技界近年来提出的新概念，目前尚无统一的定义。与传统的研究相比较，其特点主要表现在投资强度大、多学科交叉、需要昂贵且复杂的实验设备、研究目标宏大等。国际大科学工程和计划使得世界范围的科学家能够在大规模、大尺度或是跨学科前沿性研究领域开展合作研究，有助于全球科技资源的整合和有效配置。
20世纪90年代以来，各国政府和国际性组织在各科学领域组织实施的具有代表性的大科学国际合作研究计划大约有51项，主要集中在全球变化、生态、环境、生物和地学领域，参与者以发达国家为主。例如，在经过多年酝酿和准备之后，于2006年启动的“国际热核聚变实验反应堆计划”，欧盟、日本、中国、印度、韩国、俄罗斯和美国正式签署了合作协议。该计划将历时35年，总投资高达99亿欧元。它的启动标志着人类开发新能源征程的开始，其成功将为彻底改变人类的能源结构提供可能。
5、各国地方政府主导的国际科技合作。地方区域科技合作的范例是被誉为欧洲“四大发动机”的法国罗纳-阿尔卑斯大区、德国的巴登-符滕堡州、西班牙的加泰-罗尼亚州和意大利的伦巴第大区。“四大发动机”对外开展区域科技合作的一个基本特征，就是在大区地方政府的主持下首先与国外的一些地方政府间签订双边的合作协议，然后将一些重大的科技合作项目尽可能地纳入其所制定和推出的科技研究计划或创新计划。这样做的一个优点，就是可以直接获得合作方政府的支持与国际法意义上的制度保障；与此同时，将一些重大的科技合作项目纳入其所制定和推出的科技研究计划或创新计划，有益于获取合作创新的先发效应与“为我所需”的主导效应。
（二）国内区域科技合作
首先，共性技术开发合作是目前较普遍的科技合作方式，那些资源同质，具有共性技术攻关联系的区域科技合作大多属于这种类型，特别是大规模资源开发区、大规模环境保护与生态修复区。这类合作也可称为可持续发展型合作，国内比较典型的例子包括：（1）大规模生态修复区，如西南喀斯特岩溶地貌区，分布在黔南、黔中、黔西、桂西、滇东地区，三省（自治区）就开展山地农林复合生态系统优化研究、陡坡地退耕还林（草）与生态重建研究、土地利用结构优化和生态综合治理等科技示范园建设等，加强科技合作与交流。类似的还有西北干旱类型区，分布内蒙古西部、宁夏东部、甘肃中部和东部、青海东部和北部、新疆南部地区，在荒漠化地区，重点开展科学治理荒漠化的方案研究，加强固沙技术和品种开发，大力发展沙、草产业；在沙漠化地区，开展综合防治技术等，开展科技合作与交流；（2）流域性环境保护区，如长江流域、黄河流域和珠江流域等开展大规模环境污染的科技合作与交流；（3）大规模资源开发区，如西北能源矿产基地，包括“三西”能源化工基地、黄河上游工业基地、新疆资源富集区：西南能源矿产基地，包括攀西——六盘水、乌江干流水电、红水河工业区和“三江”水电，它们分别就发展煤炭清洁利用、火力和水力发电技术、高压和超高压电力运输技术、输电材料技术等，加强科技合作与交流。
其次，经济互动发展的科技合作，那些在大范围存在同质性或互补性，且经济联系密切，需要联合进行重大技术开发的区域科技合作大多属于这种类型，如长江三角洲经济区、珠江三角洲经济区和京津唐经济区。这类合作也可称为效率型合作模式。典型例子是长江三角洲科技合作与交流，它们在经济、科技、教育和文化等方面的交流源远流长，近年来，两省一市共同建立了经济合作与发展座谈会制度，先后召开了“千岛湖会议”和“扬州会议”，把共同构建区域大交通、区域生态环境治理、区域信息资源共享、区域旅游网络和区域天然气管道网络建设五大专题作为合作的重点和基础，通过经济交流与合作，使科技合作与交流领域不断扩大。目前，长三角地区之间科技合作已由最初单一的一次性科技成果转化，发展到目前全方位的科技合作与交流，合作领域不断扩大，合作内容逐步丰富，其一是开展科技成果转化、技术咨询、技术服务、委托开发、合作研究开发等多种形式的科技合作；其二是联合创办研发机构等，2002年11月中国科学院上海分院、杭州市科技局、杭州市高新技术产业开发区管委会和杭州机床集团有限公司共同组建了“中国科学院杭州科技园”。中国科学院上海分院与嘉兴市共同创办了嘉兴生命科学产业园和新材料科学园：其三是合资合作建厂，实行科技成果转化，如东华大学与浙江化纤联合集团有限公司合作成立了浙江东华纤维材料技术有限公司，共同开发新产品，近几年都有大量的新产品试制成功。
第三，技术梯度转移合作，由于技术梯度差异而存在紧密供求联系的区域科技合作大多属于这种类型，如在中央政府的倡导下，东西部科技对口支援与合作区，目的是为了加强东西部技术协作与人才交流，形成西部特色产品、特色资源和特色产业群体，发展具有区域优势的高新产业企业群体，为东部资金、技术、人力资源进入创造必要的基础和环境，进而通过辐射和扩散，带动整个西部地区发展。这类合作也可称为社会公平型合作模式。前两种，尤其是第二种跨行政区科技合作模式的力量主要以市场为主，且科技与经济结合度高，发展势头强劲：而后一类科技合作交流主要依赖于中央扶持的力度、相关地方政府配合的程度，缺乏内在的动力，还有待于进一步发展。另外，前二种模式中的区域具有地理接近性、区内相似性和区外差异性特点，从技术扩散的角度看，以近邻扩散为主；而后一种模式中地理跨度大，甚至带有随机性，从技术扩散的角度看，属于跃迁扩散。
（三）国际区域科技合作的主要方式
1、一方主导型双边合作。即开展合作双方中的一方在合作中所获得的利益价值远远大于另一方。该模式属于早期国家间经济、政治、技术等发展不平衡阶段常出现的合作方式。在这种合作中发达国家往往占据主导地位，决定着合作的主要目标、资源组合方式，最终获得的利益远远大于另一方。
2、平等互利型双边合作。是指参加合作的双方各取所长、资源互补、互惠互利。该类型合作的最大特点是合作双方在充分认识合作内容、利益的基础上，互相尊重对方的利益、目标，平等协商，利益互补，双方受益程度基本平等。在该类合作活动中，不同国家或地区由于在资源或者科学技术上，各自拥有优势并且彼此的优势能弥补对方的缺陷，双方为了共同的科学研究任务或目标而进行科学技术合作和交流。
3、单极多边型合作。是指国际合作中以某一个国家为主，围绕处于主导地位国家所设定的科研任务或目标，由多个国家或地区通过一定的组织、分工、协作方式进行的合作。合作中人力、物力、财力等资源除与合作主导国之间存在交换外，与别国间的交换均以主导国建立起来的合作体系为导向而开展。在该合作模式中，主导国最终利益最大化是其最大特点。
4、多极多边型合作。指在国际科技合作中，为了完成合作各方共同感兴趣的某一科学研究项目或者任务，不同国家或地区的组织、研究机构等，将自身所拥有的资源包括人力资源、资金、自然资源和科研仪器设施等优化整合、协调组织，共同完成既定的项目或者任务。多极多边型合作是一种目前比较通行的合作模式，由于它是各方在平等的基础上开展合作、收益相对均衡，并且把合作各方的资源真正整合在一起，发挥整体合作的优势，因此在那些需要集中建设大型科研装置或设备的合作中，多极多边型合作更为常见。
（四）国际科技合作的主要模式
（1）互换型模式
所谓互换，就是互相交换。互换型合作的交换过程中，双方相互交换信息、技术、科研资源等，合作双方是一种互动关系。冈此互换也属于一种合作行为，这种合作模式称为互换型合作模式。互换型合作模式属于比较早形成的一种合作模式，今天我们所说的交换，其含义已经囊括了技术、信息、情报、资源以及思想方法之间的交换。经过互换型合作，可以使得双方都拥有更加全面的信息情报、更丰富的科学研究资源，其开展的一般形式包括：（1）人才、信息、实物交流，人才交流指的是非商业性的人才引进或人才输出，其中包括聘请外国科技专家来华或派遣专家出国讲学、技术咨询等活动，以及科技专家在国际科技团体中任职等，信息交流指合作各方相互交换或赠送图书、期刊、目录、样本、软件、音像制品等文字和图像资料，实物交换则指各方相互交换或赠送设备和样品等实物：（2）访问考察，通过合作双方根据签署的协议，互派专家学者到对方访问、学习先进技术和管理经验等，访问考察通常是在对等的关系上开展的，且多以官方合作为主，一些较大的科研机构和大学也通过这种形式了解科技发展的趋势，学习对方的技术与经验；（3）国际会议或国际科技展览。学术会议是指在本国或别国主办、联办或参加国际科技学术会议，科技展览则指在本国或出国举办、联办或参加各种形式的科技展览会。
互换型合作组织结构简单，没有统一的协调机构，合作各方只是通过对等互换的合作达到各自的目的。这一模式最大的特点在于双方没有实质的共同研究行为，没有共同投入资金、技术、人力和物力来开发新产品新技术，合作的客体是已经具备的信息、思想或者技术，是现存的东西，仅用于交换而已，双方各取所需。一般而言，互换型合作具有投资少、风险小、成果大的优点，但是其得到的东西往往不是最先进、最完整的信息和技术，例如在访问考察中，对方提供的资料未必能够反映其国家的顶端技术，再者属于机密的技术也不会完全象访问者透露，因此互换型合作仍然是一种低级的合作模式，只能运用在合作早期，随着合作的不断深入，新的形式将会不断展开。
（2）互补型模式
互补型合作模式指的是不同国家或地区的大学、企业、研究机构或者科学家个人等由于在科技资源或者科学技术上，各自拥有优势并能够互补对方的缺陷，他们为了共同的科学研究任务或目标进行的科技合作和交流的模式。在国际科技合作过程中，互补型合作比较常见的开展形式有两种：一是资源+技术+资金合作，一是资金+技术合作，前者往往存在于发展中国家与发达国家之间，发达国家拥有资金和技术上的优势，但在某些领域缺乏其他科研资源，而发展中国家由于科技相对落后、资金缺乏，无法单独进行前沿领域的活动，因此不得不依赖于与发达国家的合作，这就为合作提供了动力；后者也是一种比较流行的合作方式，在合作中，一方资金充足，但科研链条不完整，存在若干薄弱环节，不得不与科研实力雄厚的国家或地区的西阿学、研究机构进行合作，如香港在基础研究方面与入陆开展的合作就属于这种类型。互补型合作模式组织结构紧密，合作双方互相派遣科学研究人员共同参与研究，双方组成一个联系紧密的科研小组，研究工作一般在技术水平先进的实验室进行，研究成果相互分享。互补型合作模式最大特点是互补性，一方的优势往往恰好可以弥补另一方的劣势，互补性构成双方合作的基础。
互补型合作是一个互惠互利的活动，对于发展中国家，以丰富的人力资源为资本，通过与资金、技术实力雄厚的国家开展科研合作得到科研成果，同时落后一方还可以在合作种汲取先进方的管理经验，并在合作中培养自己的人才，提高自身整体科研能力：对于发达国家而言，互补合作可以得到自己缺乏的科研资源，虽然在合作中，资金一般是由发达国家承担的，但这种方式仍然使其受益匪浅。尽管互补性是合作的基础，但在合作中，拥有资金和技术的一方往往处于主动地位，所以最终的研究成果通常会被发达国家占为已有，即便是在相同的条件下，技术水平落后的国家在成果吸收中也居于劣势，因此互补合作对于提供大量自然资源的国家来说，存在“为他人作嫁衣”的可能。
（3）分布式模式
所谓分布式合作模式，是指国际合作中，围绕某一科研任务或目标，由不同国家或地区的研究机构、科研人员等有组织、有分工、有协作、相对分散进行的科学研究合作，在合作中，讲合作任务划分为若干不同小任务，合作各方根据人力、物力、财力等情况，基本单独的完成各自任务，各合作方的科学研究人员在各自国家实验室中上作，这也是这种模式被称为分布式合作模式。一般而言，分布式合作以多边合作为主，尤其是以联合国或者其他国际性组织开展的科研项目为主，分布式合作也是大型科研项目之间的合作，其研究客体往往吸引全球目光，研究领域涉及面广，需要多个国家协同完成。因此分布式合作模式是一种基于任务为核心的合作模式，各合作成员方为了共同完成一项任务而进行合作，他们有统一的协调组织来分派合作任务，或者由合作方中实力较强的一方牵头开展工作。