在上合组织成员国元首理事会宣言及其他联合文件中，各成员国始终重申，联合国作为国际关系的基础架构，具有不可或缺的地位和不可替代的作用，它拥有独特的合法性及必要的资源，能够有效应对国际和平与安全所面临的各种挑战和威胁。
2004年12月2日，上合组织正式获得联合国大会观察员地位。
自2009年起，联大连续多年协商一致通过关于联合国与上海合作组织合作的决议。共通过九项决议，强调加强联合国与上海合作组织对话、合作与协调的重要性（2009年12月18日第64/183号；2010年12月13日第65/124号；2012年11月19日第67/15号；2014年11月11日第69/11号；2016年11月21日第71/14号；2019年8月30日第73/334号；2021年3月25日第75/268号；2023年9月1日第A/77/L.107号；以及2025年9月5日第79/332号）。
积极推进与联合国秘书处的合作。2010年4月5日，上海合作组织秘书处与联合国秘书处在塔什干签署了《合作联合声明》，该声明规定了双方在安全、经济和人道主义领域的合作。上合组织和联合国秘书处积极开展联合举办高级别活动的实践。
上合组织秘书处定期与联合国秘书处下属部门开展磋商 ——政治和建设和平事务部（UNDPPA）及经济和社会事务部（UNDESA），并同中亚地区预防外交中心（UNRCCA）和联合国阿富汗援助团 （UNAMA）。
与联合国毒品和犯罪问题办公室（UNODC）的合作关系由2011年6月14日签署的《谅解备忘录》予以规范。自2017年起，上海合作组织秘书处和联合国毒品和犯罪问题办公室（UNODC）一直在联合国麻醉药品委员会框架内举行联合活动。
与亚洲及太平洋经济社会委员会（ESCAP）的合作基于2012年8月21日签署的《谅解备忘录》。合作的重要成果之一，是联合国亚洲及太平洋经济社会委员会（ESCAP）为起草《上海合作组织成员国政府间国际道路运输便利化协定》(2014年)提供了专家和技术支持。
2018年6月10日，上海合作组织秘书处与联合国教育、科学及文化组织（联合国教科文组织）在青岛签署了谅解备忘录。
2019年6月14日，上海合作组织秘书处在比什凯克与联合国人道主义事务协调办公室(OCHA)签署了谅解备忘录。
2024年2月28日，上海合作组织秘书处在内罗毕与联合国环境规划署(UNEP)签署了谅解备忘录。
2019年11月2日，上海合作组织秘书处在塔什干与联合国粮食及农业组织（FAO)签署了谅解备忘录。
2019年6月14日，上海合作组织秘书处在比什凯克与联合国旅游组织（UNWTO）签署谅解备忘录。