Die Helmholtz-Gemeinschaft ist die größte Wissenschaftsorganisation Deutschlands. In ihren 18 Zentren arbeiten rund 45.000 Beschäftigte. Ihr jährliches Budget beträgt etwa 5 Milliarden Euro. Der Auftrag der Helmholtz-Gemeinschaft ist Forschung, die dazu beiträgt, drängende Fragen von Wissenschaft, Gesellschaft und Wirtschaft zu beantworten. Die Helmholtz-Gemeinschaft hat 2018 ein Auslandsbüro in Tel Aviv eröffnet. fanden 2022 und 2023 in Tel Aviv statt.
Eine große Zahl der Helmholtz-Forschungszentren pflegt eine enge Zusammenarbeit mit israelischen Forschungsinstitutionen. Die Helmholtz-Gemeinschaft meldete für 2021 insgesamt 23 Gastwissenschaftlerinnen und Gastwissenschaftler aus Israel an ihren Zentren.
Die Kooperation des Deutschen Krebsforschungszentrums DKFZ mit Israel existiert bereits seit 1976. Das Max Delbrück-Centrum for Molekulare Medizin in Berlin-Buch hat ebenfalls eine lange Tradition der Zusammenarbeit mit den israelischen Universitäten Technion in Haifa und der Hebräischen Universität in Jerusalem. Es hat zudem die gemeinsame deutsch-israelische initiiert, die 17 Forschungsteams aus Berlin und 15 aus Israel zusammenbringt, darunter die des Chemienobelpreisträgers 2004 Aaron Ciechanover vom Technion.
Die langjährige Kooperation in der Krebsforschung (die 11. fand statt im März 2023) bildet den Grundstein für die strukturierte Zusammenarbeit im Helmholtz-Israel-Programm in der Personalisierten Medizin. Beteiligt sind die medizin- und gesundheitswissenschaftlich orientierten Helmholtz-Zentren.
Das Helmholtz-Zentrum GeoForschungszentrum (GFZ) in Potsdam unterhält Beziehungen unter anderem zur , der Hebräischen Universität in Jerusalem und dem in Lod. Das Helmholz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (GEOMAR) ist ebenfalls in der Kooperation mit Israel engagiert. Aktuell gibt es Ansätze einer trilateralen Kooperation von GEOMAR mit Partnern aus Israel und den Vereinigten Arabischen Emiraten.
An der Universität Haifa ist das „“ (EMS-FORE) beheimatet. Das Projekt nutzt das östliche Mittelmeer von der Küste bis zur Tiefsee als natürliches Labor, das so als Frühwarn- und Modellsystem dienen kann.
Im Rahmen der 12. Internationalen Ilan Ramon Raumfahrtkonferenz in Israel, hat das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) am 31. Januar 2017 eine Kooperation mit der israelischen Raumfahrtagentur ISA vereinbart. Gegenstand der Absichtserklärung ist die Zusammenarbeit auf dem Gebiet des Strahlungsschutzes für Astronautinnen und Astronauten. 2023 gab es etwa 25 gemeinsame Projekte des DLR mit israelischen Einrichtungen.
Darüber hinaus fördert die Helmholtz-Gemeinschaft seit 2019 eine Internationale Graduiertenschule für „Multimessenger Astronomie“, die das DESY (Deutsches Elektronen-Synchrotron) gemeinsam mit der Humboldt-Universität Berlin, der Universität Potsdam und dem israelischen ausrichtet.
Die aktuellen Kooperationsschwerpunkte des Forschungszentrums Jülich (FZJ) mit israelischen Einrichtungen liegen im Forschungsbereich Information (, und ), in den Materialwissenschaften und im Bereich der erneuerbaren Energien. In der Agrarforschung existiert eine enge Kooperation des FZJ mit dem israelischen Volcani Agrarforschungszentrum.
Zusammen mit der RWTH Aachen unterhält das FZJ bereits seit 1983 die „-Kooperation“ mit dem Technion (Haifa). Seit 2018 wird außerdem der „“ jährlich an Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler verliehen. Flankiert wird die Kooperation auch durch die ebenfalls 2018 etablierten „“, bei denen Doktoranden und Postdocs von erfahrenen Expertinnen und Experten aus allen drei Einrichtungen in aktuellen Themen betreut werden. Die widmen sich den zentralen Themen der Umbrella Symposien, so dass der wissenschaftliche Nachwuchs nach der Teilnahme mit Kolleginnen und Kollegen an den anderen Einrichtungen verbunden bleibt. Im Juni 2023 fand das 36. gemeinsame Symposium zum Thema „“ statt. Das Symposium 2024 wird am Forschungszentrum Jülich organisiert.
Im deutsch-israelischen ( aeroHEALTH) erforschen die Beteiligten (Helmholtz Zentrum München, Forschungszentrum Jülich, ) die Auswirkungen atmosphärischer Luftschadstoffe auf die menschliche Gesundheit.
Die im April 2017 erfolgte Eröffnung des „“ WHELMI (eine Kooperation des Weizmann-Instituts und des Helmholtz-Zentrums Dresden Rossendorf), an dem hochintensive Laser entwickelt werden, unterstreicht die intensiven aktuellen Wissenschaftsbeziehungen.