上海合作组织国际关系的重要组成部分，是其与观察员国及对话伙伴的互动。
《上海合作组织宪章》第14条规定，可授予有关国家或国际组织对话伙伴或观察员地位。
目前，两个国家是上海合作组织的观察员国——阿富汗伊斯兰共和国和蒙古。
根据2012年6月7日上海合作组织成员国元首理事会第6号决定，阿富汗伊斯兰共和国被授予观察员地位。
2005年11月4日，上海合作组织与阿富汗伊斯兰共和国在北京签署了《关于建立上海合作组织-阿富汗联络小组的议定书》。2018年6月10日，双方签署了修订后的《上海合作组织与阿富汗伊斯兰共和国关于上海合作组织-阿富汗联络小组的协定》。该协调机制的任务是提出建议和意见，以支持阿富汗及其人民为重建一个和平、免受恐怖主义和极端主义侵害、稳定且经济繁荣的国家所作出的努力。
上海合作组织成员国元首理事会2004年6月17日第12号决定授予蒙古国观察员国地位。上合组织与蒙古国的互动主要通过该国领导人参加国家元首理事会会议、“上合组织+”会议、政府首脑（总理）理事会会议、上合组织成员国各部委负责人会议，以及举办联合活动等方式实现。
15个国家拥有上合组织对话伙伴国地位：阿塞拜疆、亚美尼亚、巴林、埃及、柬埔寨、卡塔尔、科威特、老挝、马尔代夫、缅甸、尼泊尔、阿联酋、沙特阿拉伯、土耳其和斯里兰卡。
对话伙伴地位的特殊之处在于已与上合组织签署谅解备忘录。对话伙伴与本组织秘书处保持联系，秘书处在每个日历年年初向其通报本组织主要活动的计划，经成员国同意，可邀请其参加。
根据上海合作组织成员国元首理事会2015年7月10日第11号决议，阿塞拜疆共和国被授予对话伙伴国地位。关于授予阿塞拜疆对话伙伴地位的备忘录于2016年3月14日在北京签署。
根据上海合作组织成员国元首理事会2015年7月10日第12号决议，亚美尼亚共和国被授予对话伙伴国地位。关于授予亚美尼亚对话伙伴地位的备忘录于2016年3月14日在北京签署。
根据上海合作组织成员国元首理事会2022年9月16日第9号决议，巴林王国被授予对话伙伴国地位。关于授予巴林王国对话伙伴地位的备忘录于2023年7月14日在北京签署。
根据上海合作组织成员国元首理事会2021年9月17日第21号决议，阿拉伯埃及共和国被授予对话伙伴国地位。关于给予埃及对话伙伴地位的备忘录于2022年9月14日在塔什干签署。
根据上海合作组织成员国元首理事会2015年7月10日第113号决议， 柬埔寨王国被授予对话伙伴国地位。关于给予柬埔寨对话伙伴地位的备忘录于2015年9月24日在西安签署。
根据上海合作组织成员国元首理事会2021年9月17日第20号决议，卡塔尔国被授予对话伙伴国地位。关于给予卡塔尔对话伙伴地位的备忘录于2022年9月14日在塔什干签署。
根据上海合作组织成员国元首理事会2022年9月16日第12号决议， 科威特国被授予对话伙伴国地位。关于给予科威特对话伙伴地位的备忘录于2023年5月5日在帕纳吉签署。
根据上海合作组织成员国元首理事会2025年9月1日第3号决议，老挝人民民主共和国被授予对话伙伴国地位。
根据上海合作组织成员国元首理事会2022年9月16日第8号决议，马尔代夫共和国被授予对话伙伴国地位。关于给予马尔代夫对话伙伴地位的备忘录于2023年5月5日在帕纳吉签署。
根据上海合作组织成员国元首理事会2022年9月16日第10号决议，缅甸联邦共和国被授予对话伙伴国地位。关于给予缅甸对话伙伴地位的备忘录于2023年5月5日在帕纳吉签署。
根据上海合作组织成员国元首理事会2015年7月10日第14号决议，尼泊尔联邦民主共和国被授予对话伙伴国地位。关于授予尼泊尔对话伙伴地位的备忘录于2016年3月22日在北京签署。
根据上海合作组织成员国元首理事会2022年9月16日第11号决议，阿拉伯联合酋长国被授予对话伙伴国地位。关于给予阿联酋对话伙伴地位的备忘录于2023年5月5日在帕纳吉签署。
根据上海合作组织成员国元首理事会2021年9月17日第22号决议，沙特阿拉伯王国被授予对话伙伴国地位。关于授予沙特阿拉伯对话伙伴地位的备忘录于2022年9月16日签署。
根据上海合作组织成员国元首理事会2012年6月7日第7号决议，土耳其共和国 被授予对话伙伴国地位。关于授予土耳其对话伙伴地位的备忘录于2013年4月26日在阿拉木图签署。
根据上海合作组织成员国元首理事会2009年6月16日第2号决议，斯里兰卡民主社会主义共和国被授予对话伙伴国地位。关于给予斯里兰卡对话伙伴地位的备忘录于2010年5月6日在科伦坡签署。
2025年9月1日，在上海合作组织天津峰会上，根据国家元首理事会第4号决议，将上合组织观察员国和对话伙伴合并为统一的“上合组织伙伴”。