La cooperación con las instituciones europeas comenzó en 2003 con la firma del Acuerdo Marco Financiero y Administrativo entre la Comunidad Europea y las Naciones Unidas. En 2004, el OIEA y la Comunidad Europea firmaron un acuerdo de contribución destinado a prestar apoyo a las actividades del Programa de Seguridad Física Nuclear del OIEA y, en 2005, el OIEA y la Comisión Europea firmaron el primer acuerdo de contribución para un proyecto en el ámbito de la seguridad tecnológica nuclear.
Desde entonces, el Organismo y la Unión Europea han trabajado conjuntamente en proyectos destinados a atender las necesidades de desarrollo de los Estados Miembros del OIEA en la esfera de la seguridad tecnológica, y a fortalecer la seguridad física nuclear en todo el mundo. Los proyectos de seguridad tecnológica abarcan ámbitos como la protección radiológica, la gestión segura de los desechos radiactivos, la rehabilitación ambiental, la clausura, la cultura de la seguridad nuclear, y la preparación y respuesta para casos de emergencia. Entre los proyectos sobre seguridad física nuclear se encuentran la universalización y la aplicación de la Convención sobre la Protección Física de los Materiales Nucleares (CPFMN) y su Enmienda, la protección física de las instalaciones nucleares, actividades relacionadas con los materiales no sometidos a control reglamentario, la seguridad informática, la enseñanza y capacitación, así como el establecimiento de nuevas orientaciones del OIEA sobre seguridad física nuclear.
En 2013, el OIEA y la Comisión Europea ratificaron su cooperación en un memorando de entendimiento sobre la cooperación en el ámbito de la seguridad tecnológica nuclear, que se prorrogó en 2017 y se renovó en 2021 por un período adicional de 18 meses. En este memorando de entendimiento se explica la intención de los asociados de seguir fomentando la cooperación, en especial en materia de enseñanza y capacitación, investigación y desarrollo, y creación de capacidad. La cooperación en el marco del memorando de entendimiento permite al OIEA y la Comisión Europea trabajar de forma más eficaz a fin de mejorar la seguridad nuclear y radiológica a nivel mundial.