Die deutsch-luxemburgischen Beziehungen entsprechen der engen Partnerschaft in der Europäischen Union und im westlichen Verteidigungsbündnis. Die Pflege guter Nachbarschaft mit Deutschland, Frankreich und Belgien hat für Luxemburg Priorität und kommt auch in der regionalen Zusammenarbeit Saar-Lor-Lux-Trier/Westpfalz zum Ausdruck, die inzwischen um die belgische Wallonie erweitert worden ist. Luxemburg versteht sich dabei als Gravitationszentrum. Die wichtigsten Bereiche der grenzüberschreitenden Kooperation sind: Raumordnung, Arbeitnehmermigration, Zivilschutz, Kultur, Tourismus und Verkehr.
Die wirtschaftlichen Beziehungen zwischen Luxemburg und Deutschland sind besonders eng. Deutschland ist für Luxemburg der größte Abnehmer luxemburgischer Exportwaren und zugleich der zweitwichtigste Lieferant des Großherzogtums für Importgüter: ca. 27 Prozent der luxemburgischen Einfuhren kommen aus Deutschland (Belgien: 35 Prozent, Frankreich: 12 Prozent). Deutschland ist mit 26 Prozent größter Abnehmer luxemburgischer Ausfuhrgüter vor Frankreich (17,4 Prozent) und Belgien (11,4 Prozent). Von den 156 Luxemburger Banken sind 43 Töchter oder Niederlassungen deutscher Kreditinstitute.
Die kulturellen Beziehungen zu Luxemburg sind eng und vielfältig. Auf den Gebieten Kunst, Theater, Literatur, Musik, Hochschulen usw. gibt es regen Austausch - wenn auch vorwiegend in Richtung von Deutschland nach Luxemburg, was in Anbetracht der Größenverhältnisse verständlich ist. Die luxemburgischen Medien berichten regelmäßig über kulturelle Veranstaltungen in Deutschland. Dank des problemlosen sprachlichen Zugangs finden das deutsche Fernsehen und die deutschen Printmedien in Luxemburg eine große Verbreitung.
Ein Kulturabkommen zwischen Luxemburg und Deutschland wurde am 28. Oktober 1980 unterzeichnet und ist am 1. März 1982 in Kraft getreten. Es sichert u.a. luxemburgischen Studenten den Zugang zu deutschen Universitäten. Etwa 1.450 Luxemburger studieren an deutschen Hochschulen, zumeist Germanistik, Ingenieur- und Naturwissenschaften. In Luxemburg gibt es seit Oktober 2003 das gemeinsame deutsch-französisch-luxemburgische Kulturinstitut "Pierre Werner", das sich um eine Kulturarbeit in europäischem Geist bemüht.
Im Jahr 2007 ist Luxemburg in Zusammenarbeit mit der Großregion Saar-Lor-Lux-Wallonien Kulturhauptstadt Europas. Auf dieses Ereignis hatte sich das Großherzogtum in den vergangenen Jahren mit bedeutenden Investionen in die kulturelle Infrastruktur vorbereitet.