Vielfältige Kooperationen sind eine gewachsene Stärke des IOM. Das Institut unterhält breite strategische Bündnisse am Wissenschafts- und Unternehmenstandort Leipzig - und weit darüber hinaus. Sie stärken die Wettbewerbsfähigkeit des Landes Sachsen und Mitteldeutschlands als Wissenschafts- und Innovationsstandort. Durch seine renommierten nationalen und internationalen Partner belegt das IOM auch seine überregionale Bedeutung.

Leipziger Wissenschaft:

• Leipzig Science Network: Der 2018 gegründete Verein zielt auf die Intensivierung der Kooperationen und Synergien Leipziger Wissenschaftseinrichtungen. Er vereint ein großes Spektrum von Hochschulen und außeruniversitären Forschungseinrichtungen, darunter das IOM. Diverse Austauschformate fördern und koordinieren eine gemeinsame Profilierung der Leipziger Wissenschaft, in der Grundlagenforschung wie im anwendungsorientierten Transfer.

Regionale Unternehmen und Forschung:

• Gravomer: Seit 2018 sind über 40 Unternehmen und Forschungseinrichtungen auch Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen Teil von "Gravomer", dem Netzwerk zur Gestaltung und Herstellung funktionaler Oberflächen. Seit 2020 ist das branchenübergreifende Kompetenznetzwerk als Verein verstetigt. Die Koordination der Projekte und Arbeitskreise liegt beim IOM.
• ZIM-Innovationsnetzwerk TRIQUA - Technologien zur nachhaltigen Nutzung und Aufbereitung von Wasser: In TRIQUA kooperieren verschiedene Akteure aus Wirtschaft und Wissenschaft, mit dem Ziel, in den nächsten Jahren integrierte und nachhaltige Lösungen für die Wasserwirtschaft zu entwickeln. Das IOM beteiligt sich dabei an der Initiierung sowie Umsetzung von gemeinsamen FuE-Projektideen und Technologieansätzen.
• DIANA: Das WIR!-Bündnis „DIANA“ ist ein Kompetenz- und Technologiezentrum rund um die Thematik der Point-of-Care-Technologien in der Region Leipzig und seit September 2021 befindet es sich in der Umsetzungsphase. Das IOM ist seit 2021 Partner des Bündnisses und im biomedizinischen Bereich auf dem Gebiet "Lab-on-a-Chip" aktiv.

Überregionaler Interessensverband:

• Kompetenzzentrum Ultrapräzise Oberflächenbearbeitung e.V.: Der Verein ist ein Zusammenschluss von Großbetrieben, Hochschul- und außeruniversitären Instituten auf dem Gebiet der Nanotechnologie. Ziel ist es, die wirtschaftlichen und technischen Kompetenzen im Bereich Oberflächenbearbeitung zu bündeln. Als Austauschformate baut das Netzwerk auf regelmäßige Veranstaltungen, Mitgliedertreffen und Messeauftritte.

Leibniz-Gemeinschaft:

• Leibniz Forschungsverbund Gesundheitstechnologien/ "Health Technologies": Konkrete Technologie-Lösungen für drängende medizinische Fragestellungen − daran arbeiten die Mitgliedsinstitute und Partnerfirmen gemeinsam, gezielt und interdisziplinär, um die medizinische Versorgung von Patienten zu verbessern. Das IOM bringt dabei seine Expertisen in den Kompetenzfeldern "Bioaktive Materialien" und "Point-of-Care-Technologien" ein.
• Leibniz-Forschungsverbund "Energiewende": Das deutsche Energiesystem steht vor einem historischen Umbruch. Neben neuen Technologien werden neue Governance-Formen und ebenso soziale Innovationen benötigt. Daran forscht das IOM im interdisziplinären Verbund.
• Leibniz-Forschungssnetzwerk "Mathematische Modellierung und Simulation": Mathematischen Methoden ermöglichen u.a. eine Simulation teurer Experimente in der Grundlagenforschung. Das IOM ist Teil dieses Netzwerks und unterhält ergänzend eine eigene Einheit zur Modellierung.
• Leibniz-Arbeitskreise für Wissenstransfer, Presse, Europa, Internationales, Bibliotheken, Archive

Außeruniversitären Forschungseinrichtungen (Auswahl, aktuelle Kooperationen im Rahmen von Drittmittelvereinbarungen):

• Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und System (IMWS), Halle
• Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH UFZ, Leipzig
• Max-Planck Institut für biophysikalische Chemie, Göttingen
• Max-Planck Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung, Potsdam

Über die gemeinsame Berufungen von Professoren mit den Universitäten Leipzig und TU Dresden sind die Bindungen zu sächsischen Universitäten traditionell besonders eng.

Deutsche Universitäten (Auswahl, aktuelle Kooperationen im Rahmen von Drittmittelvereinbarungen):

• Freie Universität Berlin
• Technische Universität Dresden
• Technische Universität Bergakademie Freiberg
• Georg-August-Universität Göttingen
• Martin-Luther-Universität Halle
• Christian-Albrechts-Universität Kiel
• Universität Leipzig (und Universitätsklinikum Leipzig)
• Johannes Gutenberg-Universität Mainz
• Universität Potsdam
• Universitätsklinikum Ulm

Internationale Universitäten (Auswahl):

• University of Cambridge, GB
• University of Oxford, GB
• Yale University, USA
• Montanuniversität Leoben, Leoben, Österreich
• University of California, Berkeley, and Lawrence Berkeley National Laboratory
• University of Nanjing, China