L’INFN è una importante realtà presente in cinque continenti e in oltre 30 paesi tra cui: Argentina, Armenia, Australia, Belgio, Brasile, Bulgaria, Canada, Corea del Sud, Cina, Croazia, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Giappone, Grecia, India, Israele, Olanda, Polonia, Portogallo, Regno Unito, Romania, Russia, Repubblica Ceca, Repubblica Slovacca, Spagna, Slovenia, Svezia , Svizzera, Turchia, Ucraina, Ungheria, USA.
Questa condizione di forte internazionalizzazione è anche dettata dalla natura globale della collaborazione scientifica nel campo della fisica. Una natura radicata nella storia e nel presente, tant’è che ormai gran parte della attività scientifica promossa e condotta dall’istituto si svolge nell’ambito di collaborazioni, sia presso laboratori stranieri e internazionali, sia presso proprie strutture in Italia, che vedono la presenza di molti scienziati provenienti da tutto il mondo.
Tra le tante attività internazionali è di primaria importanza quella che si svolge presso il CERN di Ginevra. L’Italia è tra i paesi fondatori del laboratorio europeo e, per tramite dell’INFN, è tuttora uno dei membri più attivi.
Al CERN operano gruppi di ricerca INFN, per complessivi circa 1000 ricercatori, impegnati in tutti gli esperimenti condotti sia con l’acceleratore di particelle LHC (CMS, ATLAS, ALICE, LHCb, LHCf, Totem) che con l’acceleratore SPS (COMPASS).
L’INFN è anche molto impegnato nelle attività sperimentali che si svolgono presso altri grandi Laboratori all’estero come FERMILAB, SLAC, BNL, e JLAB (Stati Uniti); PNPI, BINP e JINR (Federazione Russa); CIAE e IHEP (Cina); RIKEN e KEK (Giappone); BARC (India), DESY e GSI(Germania), ESRF (Francia), PSI (Svizzera) ecc.
In Italia, la collaborazione internazionale è soprattutto concentrata presso i quattro Laboratori Nazionali dell’istituto dove sono in funzione, e a disposizione della comunità scientifica, i più grossi apparati sperimentali. Tra le attività svolte in Italia con un forte carattere internazionale, esiste anche quella di Cascina, nei pressi di Pisa, dove è in funzione l’antenna interferometrica VIRGO, un progetto condotto in joint-venture con il CNRS IN2P3 francese.
L’INFN inoltre partecipa a programmi europei nei settori del calcolo scientifico e della fisica nucleare. Insieme a numerose istituzioni di ricerca dei maggiori paesi europei è fondatore di ApPEC (Astroparticle Physics European Coordination); e’ socio fondatore del Consorzio italo-francese “European Gravitational Observatory” EGO (Cascina-Pisa); e’ socio della “European Science Foundation” (ESF) di Strasburgo; coordina il programma europeo-indiano per la diffusione di GRID in India EU-IndiaGRID2 . Ha propri rappresentanti nel comitato di esperti NuPECC (Nuclear Physics European Collaboration Committee), nel comitato scientifico PESC (Physical and Engineering Sciences) di ESF, in ICFA (International Committee Future Accelerators), in ECFA (European Committee Future Accelerators) e in FALC (Funding Agencies for Large Colliders). È socio della European Association for the Promotion of Science and Technology (EUROSCIENCE) di Strasburgo; è azionista, insieme al CNR, dell’European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) di Grenoble.