Die PTB ist an zwei großen DFG-geförderten Forschungsprojekten beteiligt: Im Sonderforschungsbereich „Relativistische Geodäsie und Gravimetrie mit Quantensensoren“ (geo-Q), der auf bis zu zwölf Jahre Laufzeit ausgelegt ist, wird sie zusammen mit mehreren anderen Forschungspartnern an den Grundlagen zukunftsweisender Verfahren zur Vermessung der Erde und ihrer ständigen Veränderungen einschließlich des Klimawandels forschen. Im Braunschweiger Graduiertenkolleg „Metrology for Complex Nanosystems“ (NanoMet) wird die PTB zunächst vier Jahre lang zusammen mit Wissenschaftlern aus der 
Technischen Universität Braunschweig (TUBS) Themen rund um die genaue Messung von ultrakleinen und ultrapräzisen Objekten untersuchen.
Die PTB und die Technische Universität Braunschweig haben ihre Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Metrologie intensiviert. Am 25. Juni unterzeichneten die beiden Präsidenten einen Kooperationsvertrag, der unter anderem den bundesweit ersten Master-Studiengang „Messtechnik und Analytik“ beinhaltet, der voraussichtlich zum Wintersemester 2014 angeboten wird. Die Lehrveranstaltungen werden von Lehrkräften aus der TUBS und der PTB gemeinsam angeboten. Dazu kommen gemeinsame Forschungsprojekte, gemeinsam betriebene Graduiertenschulen und Forschungseinrichtungen. Das bisher größte gemeinsame Projekt ist das Forschungszentrum für Nanomesstechnik. Es entsteht auf dem Campus der TU und kostet Bund und Land rund 30 Millionen Euro.
Der neugegründete Verein „Traceability for Computationally-Intensive Metrology“ (TraCIM e.V.) entwickelt und überwacht Qualitätsmerkmale. Diese sind die Grundlage, um Auswertealgorithmen metrologischer Anwendungen über das Internet zu validieren. Gründungsmitglieder sind die PTB sowie sechs ihrer Mitarbeiter/-innen. Künftig können als weitere Vereinsmitglieder europäische Metrologieinstitute, designierte Institute oder deren aktive Mitarbeitende beitreten.