Die Kooperation mit Europa ist für die Außenwissenschaftsbeziehungen Israels von zentraler Bedeutung. Die Kooperation mit Deutschland hat Israel das Tor zur Forschungsförderung durch die Europäische Union geöffnet und damit wesentlich zur Integration Israels in den europäischen Forschungsraum beigetragen. Europäische Kooperationsprojekte bieten beiden Seiten vielfältige zusätzliche Möglichkeiten, die die bilaterale Kooperation wirkungsvoll ergänzen.
Israel ist seit 1996 assoziierter Partner des Europäischen Forschungsrahmenprogramms. Die starke Beteiligung israelischer Forscherinnen und Forscher an Kooperationsprojekten belegt die Bedeutung der europäischen Kooperation für das israelische Forschungssystem. Im 7. FRP waren israelische Partner an 1621 Kooperationen beteiligt. Des Weiteren engagierte sich Israel im 7. FRP stark beim Aufbau von Forschungsinfrastrukturen. Auch an europäischen Netzwerkprojekten waren israelische Partner beteiligt. An 679 der FRP7-Projekte mit israelischer Beteiligung hatte auch mindestens ein deutscher Partner teil. Deutschland war der häufigste Partner Israels in diesen Kooperationsprojekten. 2014 unterzeichnete Israel das Assoziierungsabkommen zu Horizont 2020. Der Trend einer intensiven deutsch-israelischen Kooperation wurde im Rahmen von Horizont 2020 fortgesetzt. Insgesamt beteiligten sich 564 Einrichtungen aus Israel an 1.629 Projekten an Horizont 2020. Israels engster Kooperationspartner in Horizont 2020 war wie beim Vorgängerprogramm Deutschland, gefolgt von Spanien an zweiter und Italien an dritter Stelle. Deutsche und israelische Einrichtungen kooperierten in insgesamt 603 Projekten, d.h. in rund 37% aller Projekte mit israelischer Beteiligung waren auch deutsche Einrichtungen vertreten.
Am 09.10.2021 hat die Europäische Kommission die formellen Verhandlungen mit Israel über die Assoziierung zum EU-Forschungsrahmenprogramm Horizont Europa abgeschlossen und die EU hat Israel am 06.12.2021 als assoziiertes Land in das Rahmenprogram aufgenommen. Israelische Forschende und Einrichtungen können damit unter den gleichen Bedingungen an dem Programm teilnehmen wie jene aus EU-Mitgliedsstaaten.
Israel ist Vollmitglied in EUREKA, dem europäischen Netzwerk für industrielle, marktorientierte Forschung. EUREKA bietet neben den bilateralen Abkommen zusätzliche Möglichkeiten für die technologische Kooperation zwischen israelischen und deutschen Unternehmen und Forschungseinrichtungen. Israel ist an etwa einem Viertel aller aktuellen EUREKA-Projekte beteiligt. Israel ist ebenfalls an Eurostars, einem Programm für forschungstreibende KMU, das 2008 gemeinsam von EUREKA und der Europäischen Kommission gestartet wurde, beteiligt. Ferner ist das Land kooperierender Partner der European Cooperation in the Field of Scientific and Technical Research (COST).
PRIMA (Partnership for Research and Innovation in the Mediterranean Area) ist eine Maßnahme nach Artikel 185 AEUV mit dem Ziel, nachhaltige neuartige Lösungen für Wassermanagement, Landwirtschaft und Lebensmittelproduktion zu entwickeln. Derzeit beteiligen sich Deutschland und Israel mit weiteren 17 Ländern Europas sowie des südlichen und östlichen Mittelmeerraums an PRIMA.
1998 erhielt Israel die Stellung eines wissenschaftlichen Mitglieds ohne Stimmrecht bei der Europäischen Synchrotronstrahlungsanlage in Grenoble. Ferner ist es Gründungsmitglied bei der Europäischen Molekularbiologischen Organisation und dem Europäischen Molekularbiologischen Labor sowie Mitglied der Europäischen Wissenschaftsstiftung und der Europäischen Akademie. Israel genießt darüber hinaus Beobachterstatus in den Gremien der Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung und bei der Europäischen Organisation für Nuklearforschung.