埼玉大學在研究方面十分注重自身在理工學科研究方面的學科優勢。首先，學校對理工研究科進行了改組，實現教育組織與研究組織分離。其次，與3所在理工學科方面有優勢的國立大學（茨城大學、宇都宮大學、群馬大學）進行合作，加強交流，共同分享經驗，并與埼玉縣立癌癥研究所合作，共同開展研究項目。最后，在原有的科學分析支援中心、地區開放式創新研究中心、技術部和項目研究中心的基礎上，于2009年成立了腦科學融合研究中心和環境科學研究中心，并與理化學研究所及琦玉縣內其他研究機構進行合作，開展多項尖端研究。
在社會合作方面，該校與埼玉縣、埼玉市和埼玉縣經營者協會進行合作，在校內設置了下一代汽車環保技術研究中心，進行研究并致力于將研究成果推向社會。此外，該校也非常重視與縣內非盈利組織和社會團體的合作。
在國際交流方面，據2010年10月21日統計，埼玉大學已同20個國家和地區的54所大學和研究機構簽訂了學術交流協議，其中包括中國的大連理工大學、濟南大學、西安交通大學、中國人民大學、蘭州大學、東北師范大學、北京日本學研究中心、上海大學和北京大學醫學部等。