Межрегиональное и трансграничное сотрудничество Украины с Республикой Молдова осуществляется в рамках двусторонних соглашений между регионами Украины и Молдовы, а также в рамках еврорегионов «Нижний Дунай», «Верхний Прут» и «Днестр».
На сегодняшний день между территориально-административными единицами Украины (Черновицкой, Винницкой, Херсонской, Одесской, Черкасской областями, г.Киев) заключено 22 соглашения и протоколы о научно-техническом, гуманитарном и торгово-экономическом сотрудничество с регионами Республики Молдова.
Заключено также 23 соглашения между региональными отделениями Торгово-промышленной Палаты Украины и Торгово-промышленной Палаты Республики Молдова.
Еврорегион «Нижний Дунай» создан 14 августа 1998 года. В состав Еврорегиона входят Одесская область (Украина), уезды Галац, Тулча, Брэила, (Румыния), районы Кагул и Кантемир (Республика Молдова).
Создание Еврорегиона «Нижний Дунай» имело целью решения следующих задач: достижение гармоничного и сбалансированного развития экономики; решение проблем в сфере охраны окружающей среды; обеспечение соответствующего уровня занятости и социальной защиты населения; развитие транспортной инфраструктуры; формирование единого культурного пространства в Придунавье; предупреждение и ликвидации последствий стихийных бедствий и техногенных катастроф.
Еврорегион «Верхний Прут» создан 22 сентября 2000 года. В состав Еврорегиона входят Черновицкая область Украины, Белцький и Единецкий районы Республики Молдова, Ботошанский и Сучавский уезды Румынии.
К основным наработкам региона в сфере трансграничного сотрудничества следует отнести первую в Украине концепцию целевой Программы трансграничного сотрудничества, разработанную Черновицкой облгосадминистрацией.
Еврорегион «Днестр» создан 2 февраля 2012 года. В состав Еврорегиона вошли Винницкая область Украины, Сорокский, Шолдэнештский, Дондюшанский, Флорештский, Резинский и Окницкий районы Республики Молдова. Основной целью деятельности образования является реализация трансграничных проектов экологического, инвестиционного, транспортно-коммуникационного и гуманитарного характера. С основными мерами Еврорегиона можно ознакомиться на веб-сайте http://dniester.eu/.