30 июня 2007 года в товарищеском матче против сборной Сингапура Натан дебютировал за сборную Австралии, заменив в конце второго тайма Марка Видуку. В 2011 году он попал в заявку национальной команды на участие в Кубке Азии. На турнире он сыграл в матчах против сборных Индии и Ирака. По итогам соревнований Бёрнс завоевал серебряную медаль.