Узбекистан активно участвует в деятельности ЮНЕСКО. Республика дважды избиралась в состав Исполнительного совета Организации. В 2018 году правительство Узбекистана стало первым донором, внесшим вклад в «Специальный счет ЮНЕСКО для нецелевых добровольных взносов в поддержку утвержденных Программ и бюджета ЮНЕСКО (С/5)» в размере 120 000 долл. США. Очевидным преимуществом этого механизма является то, что он позволяет ЮНЕСКО добиваться более значительных результатов, предоставляя Секретариату возможность направлять средства в недостаточно финансируемые области различных Программ и оперативно реагировать на возникающие потребности.

Стороны плодотворно сотрудничают в сфере восстановления и углубленного изучения богатого духовного наследия Узбекистана, реализуют совместные проекты в области культуры, образования, науки и др.

Комплекс Ичан-Кала в Хиве, исторические центры Самарканда, Бухары и Шахрисабза, а также Чаткальский государственный биосферный заповедник включены в Список всемирного наследия ЮНЕСКО. Байсунское культурное наследие «Шошмаком», «Катта ашула», «Аския», «Ош», «Навруз», технологии производства атласа и адраса включены в Репрезентативный список нематериального культурного наследия человечества. Коран Османа и коллекция рукописей Ташкентского государственного института востоковедения включены в Реестр ЮНЕСКО «Память мира». Бухара была удостоена премии Организации «Города за мир».

Сотрудничество Узбекистана с ЮНЕСКО также способствует сохранению, развитию и популяризации классического узбекского музыкального наследия. Так, под эгидой ЮНЕСКО каждые два года в Самарканде проводится Международный фестиваль Шарк Тароналари. В сентябре 2018г. в Шахрисабзе прошел первый Международный форум искусства маком. В апреле 2019 года Международный музыкальный фестиваль Бахши

В соответствии с указом Президента Республики Узбекистан было создано Постоянное представительство Республики Узбекистан при ЮНЕСКО.

Также развивается сотрудничество в сфере образования. В Узбекистане проводится политика формирования физически и духовно развитых людей, основанная на принципе «Просвещение против невежества». В сентябре 2017 года Шавкат Мирзиёев выступил с инициативой принятия Конвенции ООН о правах молодежи и резолюции Генеральной Ассамблеи о просвещении и религиозной толерантности.

В октябре 2018 года Президент Узбекистана посетил штаб-квартиру ЮНЕСКО в Париже и встретился с Генеральным директором Одри Азулей. На встрече Шавкат Мирзиёев отметил, что сотрудничество Узбекистана с этой Организацией постоянно развивается.

Генеральный директор поддержала инициативы Президента Узбекистана по созданию под эгидой ЮНЕСКО в Самарканде Международного института имени Мирзо Улугбека для создания культуры мира, терпимости и предотвращения экстремизма, создания Регионального центра информационных и коммуникационных технологий при Ташкентском университете информационных технологий, открытие кафедры ЮНЕСКО в Международном туристическом университете Шелкового пути в Самарканде.

Была достигнута договоренность о проведении регионального форума молодых ученых Центральной Азии в Узбекистане, а также Азиатского форума «Информационные технологии на службе сохранения культурного наследия» в 2019 году в Ташкенте.

Генеральный директор ЮНЕСКО высоко оценил политику Узбекистана по сохранению культурного и исторического наследия своего народа, являющегося достоянием всего человечества.

На встрече был принят Совместный план действий на 2018-2021 годы, направленный на вывод отношений на новый уровень, инновационное решение совместных задач и укрепление сотрудничества во всех сферах.