עם כינון היחסים הדיפלומטיים התפתח הסחר בין המדינות בקצב מהיר של עשרות אחוזים בשנה כאשר ב-2006 הוא הסתכם ב-3.3 מיליארד דולר. בשנת 2004 משרד התעשייה והמסחר הישראלי הגדיר את סין כמדינת יעד ליצוא ישראלי וגיבש תוכנית שאמורה הייתה לסייע לחדירת חברות ישראליות לסין. היקף היצוא הישראלי לסין (ללא זה הקשור למוצרים צבאיים) הסתכם ב־2006 ב־958.4 מיליון דולר ואילו היבוא מסין אותה שנה, היה בסכום של 2.43 מיליארד דולר. היצוא הישראלי לסין מורכב בעיקר ממוצרי תקשורת והיי-טק בעוד היבוא מסין מורכב בעיקר מטקסטיל, ציוד חשמלי ומכונות. ישנם גופים הטוענים כי מבדיקת נתוני היבוא והיצוא לאורך השנים ניכרת מגמה של התגברות היבוא הישראלי מסין והתכווצות היצוא אליה וכי יש לשנות את דרך העבודה עם השוק הסיני. שינוי זה ייערך במסגרתו של הסכם אזור סחר חופשי (Free Trade Area), שייכנס לשלבי המשא ומתן עם אישורה של הפנייה הישראלית לפתוח במשא ומתן לגבי כינונו. מינהל סחר חוץ, במשרד הכלכלה, מפעיל מערך של חמישה נספחים כלכליים בסין: שני נספחים בבייג'ינג: (נספח ייעודי לתחום הרגולציה ונספח ייעודי לתחום קידום הייצוא), נספחים בשאנגחאי, בגואנגג'ואו ובהונג קונג במטרה לקדם נושאי מדיניות סחר, הסכמי סחר וטיפול בחסמים, קידום ייצוא, ליווי עסקי, סמינרים עסקיים ומשלחות, תערוכות, תיאום פגישות ויצירת קשרים עם גורמי ממשל וחברות.
במקביל להתפתחות הסחר בין המדינות, היקף התיירות הישראלית לסין התרחב מאוד במהלך השנים האחרונות והוא עומד על עשרות אלפי תיירים בשנה. ישראל גם קיבלה את הדרישות הסיניות בדבר צמצום הקשרים הפורמליים עם טאיוואן לקשרי כלכלה ותרבות בלבד. עם זאת ולמורת רוחם של הסינים, חברי כנסת ישראליים ממשיכים לבקר בטאיוואן מדי פעם, ואף קיימת בכנסת אגודת ידידות פרלמנטרית ישראל–טאיוואן.
מאז כינון היחסים בין המדינות המשיכו ביניהן הקשרים גם בתחום התעשייה הצבאית, אם כי אלו החלו להצטמצם בשל קשריה המתהדקים של סין עם איראן והחשש הישראלי מזליגה של אמצעי לחימה לשם. אחד מהשיאים של הקשרים הללו היה העסקה שנחתמה בין המדינות בדבר מכירת מטוסי ריגול מסוג פאלקון (Phalcon) ששודרגו בישראל, בשנת 1999. עסקה זו בוטלה בסופו של דבר בעקבות לחץ אמריקאי כבד שלווה באיום בקיצוץ הסיוע הביטחוני לישראל וכן כתנאי מוקדם של ממשלו של ביל קלינטון לכינוס ועידת קמפ דייוויד ביולי 2000. ביטול העסקה, גרר זעם סיני כבד והביא לתשלום פיצויים ישראלי גבוה, בסכום של 350 מיליון דולר, כמו גם למשבר זמני ביחסים בין המדינות. במסגרת המשבר, צמצמו הסינים את הקשרים הדיפלומטיים עם ישראל ונמנעו ממפגשים מדיניים, אירוח השגריר הישראלי ועוד. למרות המשבר, לא הפסיקו הסינים את הסחר בין המדינות. המדיניות הסינית להמשיך בקשרים הכלכליים עם ישראל, נבעה משיקולי עלות תועלת מחושבים וזאת לאור הרווחים הטכנולוגיים אותם הפיקה סין מקשרים אלו, במסגרת מאמציה לשמש כמעצמה מובילה. המשבר הדיפלומטי בין המדינות הגיע לסיומו החלקי בדצמבר 2003, אז יצא הנשיא משה קצב לביקור רשמי בסין. אולם, כבר ביוני 2005 פרץ משבר נוסף על רקע דומה, כאשר ישראל חזרה בה מהסכם בדבר אספקה ותיקון חלקי חילוף למזל"טים גם הפעם בשל לחץ אמריקאי כבד. בעקבות לחץ זה, אף הסכימה ישראל להחמיר את חוקי הפיקוח על יצוא של ציוד ביטחוני ממנה כמו גם על פיטוריו של מנכ"ל משרד הביטחון, עמוס ירון, וזאת בשל מעורבותו בעסקאות הביטחוניות עם סין. בעקבות מתיחויות אלו הצטמצם מאוד הסחר הצבאי בין המדינות.
בזירה המדינית, המשיכה סין לנקוט קו פרו-ערבי גם לאחר כינון היחסים ובמיוחד על רקע המשברים בין המדינות מאז שנת 2000. בכל ההצבעות באו"ם ובמועצת הביטחון המשיכה סין לתמוך בהצעות לגנות את ישראל ובאלו התומכות בעניין הערבי בכלל ובזה הפלסטיני בפרט. כך לדוגמה, פעלה סין במרץ במהלך מלחמת לבנון השנייה לקבלת החלטות המגנות את ישראל, עודדה תרומות לרשות הפלסטינית ופעלה להידוק קשריה הכלכליים עם העולם הערבי. במקביל המשיכה סין בשימור יחסיה הקרובים עם איראן, יחסים אשר באים לידי ביטוי בהשקעות כלכליות רבות בין המדינות, לרבות אספקה של אמצעי לחימה שפותחו בסין, וזאת על אף ניסיונות ארצות הברית וחלק ממדינות אירופה לכונן חרם כלכלי על המדינה, בשל תוכנית הגרעין שלה, ואיומי מחמוד אחמדינז'אד על ישראל. שגריר סין בלבנון הודה שסין תומכת במאבק החזבאללה ולבנון נגד ישראל וציידה את החזבאללה בציוד צבאי מתקדם שיושם נגד ספינות צה"ל.
למרות המשברים והיחסים הטעונים, ממשיכים להתקיים יחסים פורמליים תקינים בין המדינות במסגרתם מתקיימים ביקורים רשמיים כדוגמת הביקור של ראש הממשלה אהוד אולמרט בסין בינואר 2007.
בשנת 2009 החל רדיו סין הבינלאומי (CRI) לפרסם גם בשפה בעברית. התחנה הסינית הוכיחה הצלחה, בכך שהשכילה להעביר את המסרים של השלטון הסיני באמצעים נעימים וידידותיים, בעוד התקשורת הישראלית, קבלה באופן לא ביקורתי כלל את המסרים.
בשנת 2010 הקים משרד החוץ את הביתן הישראלי בתערוכת אקספו 2010, שהתקיימה בשאנגחאי. הקמת הביתן התקבלה בהחלטת ממשלה, נוכח מעמדה העולה של סין כמעצמה פוליטית וכלכלית וחשיבותה ההולכת וגדלה ליחסי החוץ של ישראל. באוקטובר אותה שנה ביטל ראש ממשלת ישראל ברגע האחרון ביקור מתוכנן בסין, דבר שעורר זעם בקרב הממשל הסיני.
באוגוסט 2011 הגיע רמטכ"ל סין לביקור רשמי בישראל, "במטרה לחזק את הידידות ולקדם שיתוף פעולה עם צה"ל" ונפגש עם ראש הממשלה בנימין נתניהו. במאי 2012, יצא הרמטכ"ל בני גנץ לביקור בסין.
ב-2012 סין וישראל באו במגע בנוגע לבניית קו הרכבת לאילת. באותה שנה קבע ראש ממשלת ישראל כי כל ביקורי שרי הממשלה בבייג'ינג יוגדרו "נסיעות חיוניות".
במאי 2013 התקבלה החלטה של בהחלטת ממשלת ישראל על הרחבת שיתוף הפעולה עם סין. אותה שנה נסע ראש ממשלת ישראל בנימין נתניהו לביקור רשמי בסין.
במאי 2014, במהלך ביקור בישראל של משלחת מהממשלה הסינית, הכריז ראש ממשלת ישראל בנימין נתניהו כי היחסים הכלכליים העיקרים של ישראל הם עם סין.
2017 ואילך.
מאבק הסחר בין סין לבין ארצות הברית בתקופת נשיאותו של דונלד טראמפ הגביר את האטרקטיביות של המשק הישראלי עבור סין.
בשנת 2017 הכריזה ממשלת סין על כוונתה להקים קרן להשקעות בהייטק הישראלי בסך מיליארד דולר.
במרץ 2017 נסע ראש ממשלת ישראל בנימין נתניהו לביקור רשמי בסין. במהלך הביקור נשא נתניהו נאום בו אמר כי "ישראל יכולה להיות שותף הקטן המושלם של הכלכלה הסינית" וכי "הקשרים הטובים בין המדינות הם כמו זיווג משמיים".
באפריל 2017 אשררה ממשלת ישראל הסכם עם סין, בדבר הבאת 20,000 פועלי בניין סינים לישראל. ההסכם כולל רשימה סגורה של יישובים בהם יועסקו הפועלים ולא נכללים בהם יישובים מעבר לקו הירוק. בנימוק הרשמי נאמר שהרשימה מבוססת על שיקולים ביטחוניים ותעודכן מעת לעת.
באוקטובר 2017 הודיעה קבוצת עליבאבא על כוונתה להקים מרכז מחקר ופיתוח בישראל.
בדצמבר 2017 הוקמה בסין הוקמה שלוחה של הטכניון המהווה שלוחה אקדמית ראשונה של אוניברסיטה ישראלית בסין. הקמפוס נבנה מתרומתו של לי קה שינג שנחשב לאדם העשיר ביותר באסיה, לאחר ששינג סבר שמוסד אקדמי כזה עשוי לסייע לצמיחת חדשנות במשק הסיני.
על שיתופי הפעולה הפוריים בין סין לישראל, מעיב הקשר בין סין מדינות ערב ולאיראן. אפרים הלוי התריע כי שליטה סינית בתחומים אסטרטגיים כגון תשתיות לאומיות, חברות
מזון וארגונים פיננסיים עלולה להחליש את הריבונות הישראלית ולפגוע ביכולתה של מדינת ישראל להתמודד במקרה הסלמה במאבק בין ישראל לבין איראן, משום שבעבור הסינים היחסים עם איראן הדוקים יותר מאשר הקשרים עם ישראל. מאידך, יש הרואים במעורבות הסינית בנמל המפרץ "תעודת ביטוח" מפני הפצצה של איראן וגרורותיה (כגון החזבאללה), דווקא עקב הקשרים בין סין לאיראן.סין ואיראן חתמו על ברית צבאית-כלכלית בה סין תשקיע מיליארדי דולרים באיראן, תקבל בתמורה אספקת נפט איראנית ל-25 שנה, והמדינות ישתפו פעולה בפיתוח אמצעי לחימה.
במאי 2020 ביקר מזכיר המדינה של ארצות הברית, מייק פומפאו ביקור בזק בישראל. מטרת הביקור הלא הפומבית הייתה להעביר לממשלת ישראל מסר בנוגע לרצון האמריקאי בהטלת הגבלות על היכולת של חברות סיניות להחזיק בבעלות על חברות ישראליות העוסקות בשירותים חיוניים ולתפעל תשתיות חיוניות (דוגמת פרויקט הרכבת הקלה וחברת תנובה), וזאת במסגרת מלחמת הסחר בין ארצות הברית לסין, וכך נקלעה ישראל לסכסוך האמריקאי-סיני. לא מדובר בהנחיות לישראל בלבד, אלא במסרים שארצות הברית העבירה לכלל בעלות בריתה. במקביל ב-17 במאי שגריר סין בישראל, דו ווי נמצא ללא רוח חיים בדירתו בהרצליה. לא היו סימני אלימות, ונראה כי סיבת המוות הייתה טבעית.
באוגוסט 2021 דיווחו גורמים במערכת הביטחון הישראלית שעל פי הערכתם גורמי מודיעין מטעם סין ביצעו מתקפת סייבר רחבת היקף על תשתיות ישראליות, שהופעלה במשך כשנה וחצי בניסיון להשיג מידע מסחרי ומנהלי.
בינואר 2022, סין הייתה שותף הסחר השלישי בגודלו של ישראל. במקביל, הממשלה הקימה ועדת השקעות במשרד האוצר שתהייה אחראית לפקח על ההשקעות סיניות. ישראל הפכה לזהירה מבעבר, בעיקר בהשקעות שהן דו-שימושיות – אזרחיות וביטחוניות. הרקע לכך היה יחסי ארצות הברית–סין ויחסי ארצות הברית–ישראל.
השתתפות סינית בפרויקטי תשתיות בישראל במאה ה-21.
מתחילת המאה ה-21 גדלה משמעותית השתתפות חברות סיניות ממשלתיות בפרויקטי תשתיות בישראל. בין הפרויקטים ניתן למנות:
השקעות סיניות בחברות בישראל במאה ה-21.