Ngoại giao gắn liền với hoạt động gián điệp hoặc thu thập thông tin tình báo. Các đại sứ quán là cơ sở cho cả các nhà ngoại giao và gián điệp, và một số nhà ngoại giao về cơ bản là gián điệp được thừa nhận một cách công khai. Ví dụ, công việc của tùy viên quân sự bao gồm việc học hỏi càng nhiều càng tốt về quân đội của quốc gia mà họ được chỉ định. Họ không cố gắng che giấu vai trò này và do đó, họ chỉ được mời tham gia các sự kiện được nước chủ nhà cho phép, chẳng hạn như diễu hành quân sự hoặc triển lãm hàng không. Ngoài ra còn có những điệp viên hoạt động trong nhiều đại sứ quán. Những cá nhân này được giao các vị trí giả tại đại sứ quán, nhưng nhiệm vụ chính của họ là thu thập thông tin tình báo một cách bất hợp pháp, thường bằng cách điều phối các lực lượng gián điệp bao gồm người dân địa phương hoặc các điệp viên khác. Phần lớn, các điệp viên hoạt động bên ngoài các đại sứ quán tự thu thập ít thông tin tình báo và danh tính của họ có xu hướng bị phe đối lập biết. Nếu bị phát hiện, những nhà ngoại giao này có thể bị trục xuất khỏi đại sứ quán, nhưng phần lớn các cơ quan phản gián muốn giữ những đặc vụ này tại chỗ và giám sát chặt chẽ.

Thông tin do điệp viên thu thập được ngày càng đóng vai trò quan trọng trong hoạt động ngoại giao. Các hiệp ước kiểm soát vũ khí sẽ không thể thực hiện được nếu không có sức mạnh của các vệ tinh do thám và đặc vụ để giám sát việc tuân thủ. Thông tin thu thập được từ hoạt động gián điệp hữu ích trong hầu hết các hình thức ngoại giao, từ các hiệp định thương mại đến tranh chấp biên giới.