Співробітництво у культурно-гуманітарній сфері визначається традиційно тісними зв’язками між народами двох країн та відіграє важливу роль як один із чинників поглиблення відносин дружби, взаєморозуміння та співробітництва між Україною та Азербайджаном.
Правовою основою забезпечення розвитку двосторонньої взаємодії у цій сфері є Угода про співробітництво в галузі культури та мистецтва між Міністерством культури і мистецтв України та Міністерством культури Азербайджанської Республіки, укладена у 1997 р. У 2016 р. сторонами була підписана Програми співробітництва у сфері культури та мистецтв між Міністерством культури України та Міністерством культури і туризму Азербайджанської Республіки на 2016-2020 роки. Цим документом передбачено заохочення на державному рівні в обох країнах розвитку співробітництва між закладами культури і мистецтва шляхом: створення умов для проведення виступів і гастролей українських та азербайджанських діячів культури і мистецтва, музичних і танцювальних колективів; участь фахівців у галузі культури і мистецтва у міжнародних фестивалях, конкурсах, виставках, симпозіумах, конференціях, семінарах та інших культурних заходах, що проводитимуться на території України та Азербайджану; обмін художніми та фото виставками; обмін досвідом в галузі захисту, збереження та реставрації культурної спадщини та історичних пам'яток; співпрацю у сфері музейної та бібліотечної справи; сприяння прямим контактам між діячами, закладами культури і мистецтва, а також установами, відповідальними за охорону та збереження культурних цінностей; інші форми співробітництва в галузі культури.
У контексті надання сприяння розвитку двосторонньої співпраці у цій сфері Посольство України підтримує активні контакти з провідними музеями Азербайджану, участь вітчизняних митців у проведенні виставкових заходів, а також взаємодіє з державним Центром перекладів Азербайджану в контексті видання азербайджанською мовою творів української літератури. Особлива увага приділяється втіленню спільних культурно-мистецьких проєктів, розширенню зв’язків між інституціями та відомими діячами двох країн в цій галузі.
В Азербайджані встановлені скульптури на честь видатних діячів України, зокрема: барельєф Т.Г.Шевченка в м.Закатала (відкрито у 2007 р., 28.06.2019 р. за ініціативи ПУ в АР проведено реновацію пам’ятника), погруддя Л.Українки в Карадазькому районі м. Баку (2006 р.), пам'ятник Т.Г.Шевченку в одному із центральних районів столиці Азербайджану (у 2008 р. відкрито Президентами України та Азербайджану). Також меморіальну дошку встановлено на одному з будинків в центрі столиці Азербайджану, де у 1919-1920 рр. була розташована Особлива дипломатична місія Української Народної Республіки (відкрита у 2009 р. під час офіційного візиту Президента України до Азербайджану).
Сфера освіти традиційно є одним із найбільш динамічних напрямів співробітництва між Україною та АР, що обумовлено високим інтересом азербайджанської молоді до навчання в Україні, а також авторитетом української вищої освіти, традиційними зв’язками між навчальними закладами двох країн. Незважаючи на тимчасову окупацію РФ частини території України, яка спричинила певний відтік азербайджанських студентів, їх кількість у ВНЗ України у 2019 р. становила 6 тис. 228 особи, що стало третім показником серед іноземних студентів в Україні. Співпраця між двома країнами у цій сфері регулюється на основі Угоди між Кабінетом Міністрів України і Урядом Азербайджанської Республіки про взаємне визнання та еквівалентність документів про освіту та вчені звання, яку було укладено у 2000 р.
Українсько-азербайджанське співробітництво у цій сфері продовжує розвиватися як у рамках взаємодії між Міністерством освіти і науки України та Міністерством освіти Азербайджанської Республіки, так і шляхом розширення зв’язків між навчальними закладами двох країн, заохочення обміну студентами та викладачами, проведення спільних науково-практичних заходів тощо. Так, лише протягом 2019 р. вищими навчальними закладами двох країн укладено документи про співробітництво, зокрема: Київським національним та Азербайджанським державним університетами будівництва і архітектури; Інститутом міжнародних відносин Київського національного університету ім. Т.Шевченка та Харківським національним юридичним університетом ім. Я.Мудрого з Університетом «Азербайджанська дипломатична академія»; Національним аерокосмічним університетом ім. М.Жуковського («ХАІ») та Національною авіаційною академією Азербайджану.
На даний час підготовку фахівців-українознавців в АР, здійснює Бакинський слов'янський університет (БСУ). Також, згідно з угодою про співпрацю між БСУ та Полтавським університетом економіки і торгівлі, у 2011 р. в українському ВНЗ відкрито Центр азербайджанської мови і культури, а в 2013 р. такий центр був відкритий у Київському національному лінгвістичному університеті.
За сприяння Посольства України в Азербайджані, у жовтні 2019 р. було відновлено українську недільну школу, що функціонує (спочатку – у тестовому режимі) в приміщенні Українського культурно-освітнього центру при БСУ. З жовтня 2019 р. у м.Сумгаїт розпочав роботу новостворений український культурно-освітній центр «Джерело» та недільна школа «Української громади ім.І.Франка у м.Сумгаїт».
На веб-сторінці Посольства України створено окремий розділ про умови навчання іноземців в Україні та стосовно українських навчальних закладів, з метою їх популяризації в АР.
Україна та Азербайджан мають давні та тісні спортивні контакти, які на даний час продовжують активно розвиватися, у т.ч. за сприяння та підтримки відповідних державних органів обох країн.
Зокрема, з метою інтенсифікації двосторонніх спортивних та молодіжних обмінів у 2019 р. підписано Програму співробітництва у сфері фізичної культури і спорту між профільними міністерствами двох країн на 2019-2020 рр. У рамках реалізації цього двостороннього документу українські та азербайджанські спортсмени регулярно беруть участь у міжнародних змаганнях, які проводяться в обох країнах, розвиваються активні зв’язки між спортивними федераціями та іншими об’єднаннями, які діють у цій сфері, а також контакти між спортсменами двох країн.
У цьому контексті важливе значення мало підписання у 2017 р. в м.Баку президентом Національного олімпійського комітету України С.Бубкою і віце-президентом Національного олімпійського комітету Азербайджану Ч.Гусейнзаде Меморандуму про взаєморозуміння в галузі спорту між Національним олімпійським комітетом України та Національним олімпійським комітетом АР. Зазначений документ визначає напрями співпраці сторін в рамках розвитку олімпійського руху.