Depuis de nombreuses années, le Département est membre actif de réseaux internationaux dans le domaine de l'eau.
Il agit dans le cadre de l'association Arc Latin qui regroupe les collectivités territoriales (du type départements) de la rive nord de la Méditerranée du sud de l'Espagne au sud de l'Italie. En matière de coopération décentralisée, il accompagne des collectivités locales marocaines (Région du Souss Massa Drâa), tunisiennes (Gouvernorat de Médenine), chiliennes (Province de Coquimbo), colombienne (Université de Rosario à Bogota) et croates.
Le Département participe activement au Partenariat Français pour l'Eau (PFE), à l'Institut Méditerranéen de l'Eau (IME) et contribue à la stratégie sur l'eau de l'Union pour la Méditerranée. Il a co-organisé la Congrès mondial de l'eau en septembre 2008 à Montpellier et participe aux forums mondiaux successifs (Mexico, Istanbul, Marseille 2012).
En termes opérationnels, le Département est chef de file d'un programme de coopération internationale de recherche sur la gestion des algues des lagunes, avec l'étang de Thau comme référence héraultaise. Il est également partenaire de programmes de coopération en matière de bonne gestion par bassin versant et de prise en compte des effets sur l'eau des changements climatiques.
