Кафедра долгие годы сотрудничает со многими вузами России и академическими институтами РАН.

Многолетние мониторинговые исследования флоры и растительности Приволжской возвышенности осуществляется совместно с Институтом экологии Волжского бассейна РАН, Ульяновским государственным университетом, Самарским государственным университетом и Мордовским государственным университетом им. Н.П. Огарева. Проводятся совместные полевые экспедиции и осуществляется постоянный обмен гербарными материалами.

С лабораторией степной растительности Ботанического института им. В.Л. Комарова РАН проводятся совместные экспедиционные исследования по изучению луговых степей лесостепной зоны.

Многолетние совместные научные исследования по проблемам экологии лесов, мониторинга лесных экосистем, сохранения биологического разнообразия и генофонда лесной растительности проводятся с ЦЭПЛ РАН и Институтом математических проблем биологии РАН.

Очень тесное сотрудничество осуществляется с Саратовским государственным университетом им. Н.Г. Чернышевского, особенно в области создания электронных каталогов гербария и обменов гербарными фондами.

В соответствии с договором о научном сотрудничестве преподаватели кафедры ОБиБ активно сотрудничают с институтом Возрастной физиологии РАО, в рамках которого проводятся совместные исследования на базе школ и гимназий г. Пензы и г. Москвы по проблемам «Здоровьесберегающие технологии в общеобразовательных учреждениях», «Психофизиология школьных трудностей». 

Совместные исследования кафедры с природоохранными организациями.
На протяжении длительного времени (практически с момента создания заповедника – 1989 г.) проводятся детальные мониторинговые исследования флоры, растительности и популяций отдельных растений на территории Государственного природного заповедника «Приволжская лесостепь» (Пензенская область).

Сотрудники кафедры участвуют в научных экспедициях по изучению лесостепной растительности в «Центрально-Черноземном государственном биосферном заповеднике им. В.В. Алехина» участок «Казацкий» (Курская область), исследованиях флоры и растительности меловых степей в национальном парке «Хвалынский» (Саратовская область).

Совместные исследования кафедры с Ботаническим садом им. И.И. Спрыгина.
Со времени основания кафедры в 1948 году совместно с сотрудниками ботанического сада ведется работа по интродукции  растений на территории Пензенской области. Одно из последних направлений работы это изучение возможности интродукции редких видов растений Пензенской области и России на территории ботанического сада, и дальнейшая возможность их реинтродукции. 

Организации, совместно с которыми осуществляются образовательные программы.
Ботанический сад им. И.И. Спрыгина ПГУ: На базе ботанического сада проводятся  полевые практики студентов по ботанике, сельскому хозяйству, физиологии растений, географии почв. Результатами этой совместной образовательной деятельности являются курсовые и дипломные работы, ежегодно защищаемые на кафедре. Заложенный  в ботаническом саду физиологический участок служит опытной базой для исследований магистрантов и аспирантов, проводимых под рук. проф. В.Н. Хрянина.

Государственный природный заповедник «Приволжская лесостепь». На базе   заповедника ежегодно студенты и магистранты проходят производственную практику, выполняют дипломные и магистерские работы.

Совместная деятельность по реализации образовательных программ осуществляется с базовыми школами г. Пензы при проведении педагогической и полевой практик, а также с Всероссийским добровольным пожарным обществом г. Пензы, МОУ Детским юношеским центром «Спутник»,  ГУ МЧС России по Пензенской области при реализации учебных программ ряда дисциплин предметной области «Безопасность жизнедеятельности».

В рамках сотрудничества с ПИРО преподаватели кафедры приняли участие в создании учебно-методического комплекта для школьников «Семья и семейные ценности». Презентация этого комплекта состоялась в Нижнем Новгороде и в Законодательном собрании Пензенской области.

Преподаватели и сотрудники кафедры работают в тесном контакте с органами образования, общеобразовательными и другими учреждениями.

Направления сотрудничества (ПИРО, НМЦ и др.) разнообразны: чтение лекций слушателям курсов повышения квалификации учителей биологии и ОБЖ школ города и области;  участие в работе семинаров для учителей и психологов по проблемам школьных трудностей; участие в работе городских научно-практических конференций педагогических работников Пензенской области; участие в работе городских и областных научно-практических конференций школьников по биологии, экологии, БЖ; участие в организации и проведении городских и областных олимпиад школьников по биологии, экологии БЖ; участие в работе школы одаренных детей, дистанционном обучении детей-инвалидов; подготовка школьников к участию во Всероссийской олимпиаде по биологии, БЖ и экологии; консультирование научно-исследовательских работ учащихся школ.

Ряд преподавателей являются членами экспертной комиссии по проверке ЕГЭ по биологии, а также уполномоченными представителями государственной экзаменационной комиссии Пензенской области по проведению ЕГЭ.

Кафедра сотрудничает с Центром дополнительного педагогического образования.  Савина Л.Н., Филатова О.М., Миронова Е.В. являются экспертами по аттестации педагогических работников в целях подтверждения их соответствия занимаемым должностям и в целях установления соответствия уровня квалификации требованиям, предъявляемым к квалификационным категориям (первой и высшей).

Тесное сотрудничество кафедра осуществляет с образовательными учреждениями при организации и проведении областной научно-практической конференции учащихся «Здоровье подрастающего поколения».

Осуществляется активное сотрудничество с ППМС Центром г. Кузнецка, где проводятся семинары и мастер-классы по нейропсихологической диагностике детей (доцент Г.А. Сугробова). 

Организации, с которыми осуществляется иная совместная деятельность:
Министерство лесного и охотничьего хозяйства и природопользования Пензенской области,
Пензенский государственный краеведческий музей,
Государственный архив Пензенской области,
Ботанический сад им. И.И. Спрыгина.

Совместно с вышеперечисленными организациями сотрудники кафедры участвуют в создании аннотированного списка нуждающихся в охране редких и находящихся под угрозой исчезновения видов растений для включения их в Красную Книгу региона. Первое издание Красной Книги Пензенской области вышло в 2002 году. В него вошли сведения о распространении на территории области, особенностях биологии, лимитирующих факторах и современном состоянии популяций редких и находящихся под угрозой исчезновения 166 видах растений и 40 видах шляпочных грибов. С 2013 года сотрудники кафедры участвуют в создании региональной Красной Книги. 

Участие сотрудников кафедры в организации ООПТ. С целью оптимизации существующей в Пензенской области системы ООПТ сотрудниками кафедры предложено 48 ценных ботанических объектов, из которых в настоящее время 15 уже получили статус памятников природы регионального значения. 

Участие кафедры в организации и проведении Международных научных конференций, посвященных памяти И.И. Спрыгина. Конференции, посвященные памяти выдающегося ученого, исследователя растительного мира Поволжья и других регионов, организатора первых степных и лесных заповедников Пензенской и Самарской областей - И.И. Спрыгина, проводятся на кафедре с 1993 года один раз в 5 лет. В 2003 г. третья научная конференция по своей проблематике и кругу участников вышла за пределы Поволжского региона и соответствовала статусу Всероссийской конференции. С 2008 г. конференция стала Международной: в ней помимо российских исследователей примают участие учёные Украины, Казахстана, Грузии, Азербайджана, Узбекистана. С докладами и лекциями на конференциях выступают ведущие учёные, представляющие различные научные школы России и ближнего зарубежья, а также аспиранты и молодые ученые. Последующие конференции  посвящены решению фундаментальных и прикладных проблем взаимоотношений степного и лесного биокомплексов в условиях лесостепной зоны.