Náttúrustofa Norðausturlands vinnur í nánu samstarfi við ýmsar stofnanir og einstaka aðila er tengjast starfsemi hennar. Bæði er um að ræða samstarf við rannsóknir, verkefni og samnýtingu aðstöðu.
Náttúrustofan deilir húsnæði með Þekkingarneti Þingeyinga, Rannsóknasetri Háskóla Íslands á Húsavík og Heilbrigðiseftirliti Norðurlands eystra á Húsavík en Náttúrustofan á einnig samstarf við Hvalasafnið á Húsavík um samnýtingu á húsnæði.
Vöktun vatnafugla í Þingeyjarsýslum er unnin í nánu samstarfi við Náttúrurannsóknastöðina við Mývatn (RAMÝ). Náttúrustofan og Náttúrufræðistofnun Íslands (NÍ) eiga samstarf um nokkur verkefni, má þar nefna fuglavöktun í Þingeyjarsýslum, vetrarfuglatalningar, landsúttekt á flórgoðastofninum og vöktun náttúruverndarsvæða en einnig hefur Náttúrustofan aðstoðað Náttúrufræðistofnun við rjúpnatalningar og rannsóknir á rjúpu. Rannsóknastöðin Rif á Raufarhöfn var stofnuð árið 2014 að frumkvæði Náttúrustofunnar og er samstarf þeirra mikið.
Náttúrustofan á einnig í samstarfi við ýmsa erlenda aðila um rannsóknir á fuglum. Má þar nefna Háskólann í Árósum sem hefur verið samstarfsaðili um rannsóknir á áhrifum vindmylla á fugla og alþjóðlega samstarfsverkefnið SEATRACK sem miðar að því að kortleggja dreifingu og ferðir sjófugla utan varptímans frá fuglabyggðum átta landa umhverfis norðanvert Atlantshafið.
Samtök Náttúrustofa (SNS) voru stofnuð formlega þann 16. maí 2002. Náttúrustofa Norðausturlands gerðist aðili að samtökunum skömmu eftir að stofan hóf rekstur en aðilar að samtökunum eru náttúrustofur, sem starfa eftir lögum nr. 60/1992 um Náttúrufræðistofnun Íslands og náttúrustofur, sbr. lög nr. 92/2002. Markmið samtakanna má finna á heimasíðu þeirra. Auk Náttúrustofu Norðausturlands eru sjö aðrar náttúrustofur starfandi á landinu og eru þær allar aðilar að SNS. Stofurnar eru:
