Україна та Австралія мають значний потенціал для розвитку науково-технічного співробітництва у сферах фундаментальних і прикладних досліджень, інформаційних технологій, медицини, фізики, астрономії, наук про Землю, біотехнологій, космічних та антарктичних досліджень.

Важливу роль у двосторонніх наукових зв’язках відіграє співпраця між університетами, науково-дослідними установами та окремими дослідницькими групами двох країн. Українські науковці співпрацюють з провідними австралійськими університетами та дослідницькою інфраструктурою, зокрема у сферах фізики, астрономії, біохімії, геології, ботаніки, біомедицини та матеріалознавства.

Після початку повномасштабного російського вторгнення наукове співробітництво набуло також важливого гуманітарного та відновлювального виміру. У 2023 році Australian Academy of Science за підтримки Breakthrough Prize Foundation започаткувала Ukraine-Australia Research Fund із фінансуванням у розмірі 800 тис. австралійських доларів. Його метою є підтримка українських науковців, збереження наукового потенціалу України та розвиток довгострокових зв’язків між українськими й австралійськими дослідницькими установами. 

Програма передбачає, зокрема, короткострокові дослідницькі візити українських науковців до Австралії, участь у спільних проєктах, а також доступ до провідної австралійської дослідницької інфраструктури. Українські дослідники отримали можливість користуватися суперкомп’ютерними потужностями, телескопами, лабораторіями мікроскопії та мікроаналізу, біотехнологічною й іншою інфраструктурою в межах National Collaborative Research Infrastructure Strategy (NCRIS). 

У рамках другого раунду Ukraine-Australia Research Fund у 2024 році було виділено близько 405 тис. австралійських доларів на підтримку українських дослідників. До співпраці були залучені Australian National University, University of Melbourne, Curtin University, Australian Proteome Analysis Facility, Bioplatforms Australia, Royal Botanic Gardens Victoria та інші установи. З українського боку серед учасників були науковці Національної академії наук України, Харківського фізико-технічного інституту, Головної астрономічної обсерваторії, Інституту геологічних наук, Інституту ботаніки, Інституту біохімії та інших наукових установ. 

Перспективним напрямом залишається співробітництво в космічній галузі. Україна має значний досвід у сфері ракетно-космічних технологій, супутникових систем та дистанційного зондування Землі, тоді як Австралія активно розвиває власний космічний сектор і міжнародні партнерства через Australian Space Agency. Це створює потенціал для подальшої взаємодії між державними установами, університетами та приватними компаніями двох країн.

Окремі можливості існують у сфері антарктичних досліджень. Україна та Австралія мають власні національні антарктичні програми та беруть участь у міжнародному науковому співробітництві в Антарктиці. Australian Antarctic Program співпрацює більш ніж зі 150 національними та міжнародними науковими установами і здійснює спільні наукові та логістичні операції з іншими країнами. Це створює потенціал для розвитку українсько-австралійських контактів у дослідженнях клімату, Південного океану, біології, геофізики та інших напрямів. 

Австралійська наукова спільнота також послідовно підтримує українських учених та збереження наукового потенціалу України. Australian Academy of Science бере участь у міжнародній координації академій наук, спрямованій на підтримку українських дослідників та відбудову сучасної, міжнародно інтегрованої науково-дослідної системи України.