Na organização e realização de atividades, o Museu Carlos Machado estabelece parcerias com diversas instituições, nomeadamente de cariz museológico, como com o Museu Nacional de História Natural e da Ciência; o Centro de Artes Contemporâneas Arquipélago; a Cresaçor; a Associação de Alzheimer dos Açores; as Escolas Básicas e Secundárias da ilha de São Miguel; os CATLs e outras organizações de tempos livres; os Centros de Dia; as Câmaras Municipais, as Juntas de Freguesia e Casas do Povo; e, ainda, com outras instituições de cariz patrimonial, como o Instituto Cultural de Ponta Delgada e o EXPOLAB; ou outras entidades de envolvimento artístico, como o Walk&Talk; ou, ainda, agentes turísticos com promoção cultural; com a Plantação do Chá Gorreana e outros produtores locais.
Em 2019, o Museu, por intermédio da sua tutela, formou parceria com a GEPAC - Secretaria de Estado da Cultura, de forma a potenciar o projeto “De Fenais a Fenais – Cultura Matriz de Desenvolvimento Local”, assim como com o ISCTE, para o mesmo propósito. Em 2020, pretende-se dar continuidade às tarefas em andamento no âmbito deste projeto. No mesmo seguimento, em 2020 e através das suas atividades em ligação direta com as comunidades locais, o Museu pretende continuar a dar corpo ao protocolo DRaC/ANAFRE.
Em 2021, o Museu Carlos Machado e a Santa Casa da Misericórdia do Divino Espírito Santo da Maia formalizaram a assinatura do Convénio de Compromisso Estratégico para a Salvaguarda do Património.
