伊朗同巴基斯坦一样有着积极的升级为正式会员的意愿，申请入盟。伊朗希望通过上合来抵制美国自2001年在中亚及西南亚（中东）地区的军事扩展。伊朗的历史盟国塔吉克斯坦表示了支持，但其他的盟国，尤其是中国和俄罗斯认为伊朗应当事先解决伊朗与国际核能机构的核问题。
中国和俄罗斯都已声明同意蒙古国成为正式会员。蒙古国另外还希望今后能够邀请日本为观察国，或以上合+日本的形式与日本合作。
阿富汗今虽被列为观察员，但在阿富汗境内仍驻扎着许多美国军队。
另外，白俄罗斯申请成为观察员，而俄罗斯认为它是纯粹的欧洲国家而反对。塞尔维亚的塞尔维亚激进党敦促政府尝试申请加入上海合作组织以拉近和俄罗斯的关系。
美国、加拿大亦申请成为观察员，不过遭拒绝。
上海合作组织国家研究中心高级顾问王海运表示，对于如何扩大成员国，上合组织还没有相应规章、程序与标准。该是讨论成员国的加入程序、标准等问题的时候了。如果没有相应标准，会挫伤一些想加入上合组织国家的积极性。他同时表示，伊朗与巴基斯坦成为上合组织会员国的可能性很小。
2016年8月1日，上海合作组织日前通过了关于接纳观察国程序的文件草案。据悉，这是俄罗斯、中国、塔吉克斯坦、哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦和吉尔吉斯斯坦7月31日在杜尚别举行的外长会议的成果之一。报道指出，该草案一旦在上合组织峰会上获得最终通过，那么将为六国组织增添四个观察员国--印度、巴基斯坦、伊朗和蒙古国。[4]
2016年9月12日，上海合作组织成员国一致通过《给予上海合作组织成员国地位程序》和《关于申请国加入上海合作组织义务的备忘录范本》修订案，标志着正式打开本组织扩员大门。[5]
2016年9月12日，上合组织成员国领导人根据该组织成员国元首理事会第十四次会议成果在塔吉克斯坦首都杜尚别签署了准成员国义务备忘录。新条例将为印度和巴基斯坦2016年在俄罗斯举行的下次峰会上加入上合组织提供可能。[6]
2016年2月13日，俄罗斯总统上海合作组织事务特别代表、俄罗斯外交部亚太合作司司长巴赫蒂亚尔·哈基莫夫（Bakhtier Khakimov）表示，叙利亚不久前提交一份申请，希望以观察员国身份加入上海合作组织。
上海合作组织成员国元首理事会第十五次会议2016年7月10日在俄罗斯乌法举行，乌法峰会将通过关于启动接收印度、巴基斯坦加入上合组织程序的决议，上合组织扩员的大门正式打开。