Brittiska institutioner samtalar med sina amerikanska kolleger för att försöka göra det lättare för forskare att resa, samarbeta och dela anläggningar.
Forskningsråden i Storbritannien sade att det skulle ge fördelar för båda länderna.
Förenade kungarikets forskargrupper marknadsför sig för närvarande vid USA:s största vetenskapliga möte i Boston.
Trettiotre forskare talar på American Association for the Advancement of Science (AAAS) konferens och över 200 forskare och vetenskapspolitiska specialister är också närvarande.
Prof Philip Nelson, ordförande för forskningsråden i Storbritannien och en del av den brittiska delegationen, berättade för BBC News: "Vi skördar alla de sociala och ekonomiska fördelarna när de bästa forskarna i världen fritt kan samarbeta och dela idéer, kunskap och anläggningar.
"USA och Storbritannien är två av världens främsta vetenskaps-, forsknings- och innovationsnationer".
Förhoppningen är att så småningom utveckla sätt att göra det lättare för forskare i USA och Storbritannien att arbeta tillsammans med stora flaggskeppsprojekt.
Drivkraften för överenskommelsen kom efter folkomröstningen i Förenade kungariket för att lämna Europeiska unionen.
Brittiska universitet får i samarbete med småföretag årligen 850 miljoner pund i forskningsanslag från EU:s forskningsprogram.  EU-medlemskapet gör det också enkelt att bilda samarbeten.
Men det finns farhågor för att en stor del av finansieringen och samarbetet med EU:s forskare kommer att äventyras när Storbritannien lämnar unionen.
Brittiska forskare uppmuntras att främja förbindelser med andra nationer. Medan de flesta, om inte alla, forskningsledare fortfarande är bestörta över resultatet av folkomröstningen, börjar en del bli upphetsade av vad de ser som en möjlighet till större samarbete med Amerika.
En talesman för Storbritanniens Department for Business Enterprise and Industrial Strategy, som utomeuropeiska vetenskaper, sade att utveckling av vetenskapliga samarbeten med länder utanför EU var en prioritet: "När vi förbereder oss för att lämna EU är vi fast beslutna att säkra bästa möjliga resultat för vår världsledande forskningsbas.
"Våra internationella relationer gör oss till ett globalt kompetenscentrum och vi vill göra det möjligt för brittiska forskare att samarbeta med de bästa i världen och få tillgång till storskaliga anläggningar med unika resurser."
James Wilsdon, professor i forskningspolitik vid universitetet i Sheffield, välkomnade det nya initiativet.
"Vi måste lyfta våra sevärdheter och se bortom Europa, för möjligheter att fördjupa och utvidga de samarbetsnätverk som är så centrala för 2000-talets vetenskap och innovation.
– USA och Storbritannien är fortfarande två av världens vetenskapliga supermakter, och forskare i båda länderna kommer med öppna armar att ta till sig alla åtgärder som bättre kan möjliggöra ett snabbt och friktionsfritt samarbete.
"Jag hoppas att detta är det första i en våg av nya bilaterala avtal, som omfattar både EU-länder och länder utanför EU, som kan återställa vital bindväv mellan Storbritannien och internationella forskningsnätverk, som annars kan slitas sönder av Brexit."
Prof Venki Ramakrishnan, nuvarande ordförande för Royal Society, är i Boston för AAAS-mötet.
Han sade till BBC News: "Vetenskapen blir alltmer internationell och Storbritannien och USA ligger redan i framkant av detta.
"Ett större samarbete mellan våra två länder skulle utan tvekan vara bra och gynna alla, men det bör betraktas som ett tillägg till, snarare än en ersättning för, samarbetet med våra europeiska kolleger.
"Premiärministern har redan betonat vikten av att fortsätta att samarbeta med EU inom vetenskap och det finns tillräckligt med forskning av högsta kvalitet i Storbritannien för att utöka samarbetet med andra internationella partner."
Följ Pallab på Twitter
Förenade kungariket och USA är i samtal för att utvidga sina "särskilda förbindelser" inom vetenskap efter att Förenade kungariket lämnar Europeiska unionen, BBC förstår.