С 2 декабря 2004 года ШОС имеет статус наблюдателя при Генеральной Ассамблее ООН.
Начиная с 2009 года Генассамблея принимает резолюцию под названием "Сотрудничество между ООН и ШОС". Всего принято девять резолюций, в которых подчеркивается важность укрепления диалога, сотрудничества и координации между системой ООН и ШОС (64/183 от 18 декабря 2009 года; 65/124 от 13 декабря 2010 года; 67/15 от 19 ноября 2012 года; 69/11 от 11 ноября 2014 года; 71/14 от 21 ноября 2016 года; 73/334 от 30 августа 2019 года; 75/268 от 25 марта 2021 года; A/77/L.107 от 1 сентября 2023 года и 79/332 от 5 сентября 2025 года).
Активно продвигается взаимодействие с Секретариатом ООН. 5 апреля 2010 года в Ташкенте подписана Совместная декларация о сотрудничестве между секретариатами ШОС и ООН, которая предусматривает сотрудничество в сфере безопасности, экономической и гуманитарной областях. Активно используется практика проведения секретариатами ШОС и ООН совместных мероприятий высокого уровня.
Секретариат ШОС на регулярной основе проводит консультации с подразделениями Секретариата ООН - Департаментом по политическим вопросам и миростроительству (ДПВМ) и Департаментом по экономическим и социальным вопросам (ДЭСВ), а также обменивается информацией с Региональным центром по превентивной дипломатии для Центральной Азии (РЦПДЦА) и Миссией ООН по содействию Афганистану (МООНСА).
Взаимодействие с Управлением ООН по наркотикам и преступности (УНП)регулируется подписанным 14 июня 2011 года Меморандумом о взаимопонимании. Начиная с 2017 года Секретариат ШОС и УНП в рамках заседаний Комиссии по наркотическим средствам проводят совместные мероприятия.
Сотрудничество с Экономической и социальной комиссией для Азии и Тихого океана(ЭСКАТО) основывается на подписанном 21 августа 2012 года Меморандуме о взаимопонимании. Значимым результатом совместной работы стало предоставление ЭСКАТО экспертно-технической поддержки в разработке Соглашения между правительствами государств-членов ШОС о создании благоприятных условий для международных автомобильных перевозок от 2014 года.
10 июня 2018 года в Циндао подписан Меморандум о взаимопонимании между Секретариатом ШОС и Организацией Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры (ЮНЕСКО).
14 июня 2019 года в Бишкеке подписан Меморандум о взаимопонимании между Секретариатом ШОС и Управлением Организации Объединенных Наций по координации гуманитарных вопросов (УКГВ).
28 февраля 2024 года в Найроби подписан Меморандум о взаимопонимании между Секретариатом ШОС и Программой Организации Объединенных Наций по окружающей среде (ЮНЕП).
2 ноября 2019 года в Ташкенте подписан Меморандум о взаимопонимании между Секретариатом ШОС и Продовольственной и сельскохозяйственной организацией Объединенных Наций (ФАО).
14 июня 2019 года в Бишкеке подписанием Меморандума о взаимопонимании формализованы отношения с Всемирной туристской организацией (ЮНВТО).