複数のコンピュータを使用する場合、同期機能によりどのコンピュータからでも同じライブラリを使用することができます（Zotero2.0以降）。また、同期機能を使うと、インターネットにつながってさえいればどのコンピュータからでも、zotero.orgのウエブサイトにログインすることで自分のライブラリを見られるようになります（ページ左上方のMy Libraryタブから）。

複数のコンピュータ間のZoteroの同期は、データの同期とファイルの同期の二つの部分から構成されています。。

データの同期は、ライブラリのアイテム、メモ、リンク、タグなどをローカル（手元）のコンピュータとネット上のZoteroサーバとの間で統合させ、Zoteroのインストールされたどのコンピュータからでもご自分のデータで作業することができるようになります。また、ご自分のライブラリを zotero.org 上でオンラインで閲覧することも可能です。データの同期は無料で、保存容量の制限はなく、ファイルの同期を使わなくても使用できます。

Zoteroライブラリを同期させるには、まず zotero.orgのユーザーアカウントを入手します（このアカウントはZoteroフォーラムにも併用できます）。それからZoteroの環境設定の「同期」タブの「Zotero同期サーバ欄」で、あなたのログイン情報を入力します。初期設定ではライブラリに変更がある度にZoteroはサーバー側とあなたのデータを同期します。自動同期を無効化するには、「自動的に同期」のチェックを外してください。

自動同期に加えて、Zoteroツールバーの右上にある「Zoteroサーバと同期」ボタンをクリックすることでいつでも手動で同期させることができます。

初めてZoteroライブラリを同期する際には、とりわけライブラリが大きい場合に、Firefoxがフリーズしたように見えるかもしれませんが、我慢してください。もしZotero同期アイコンが回り続けていて、何かおかしいと確信した場合、 こちらの記事をご覧ください。

初期設定では、Zoteroはローカルのライブラリをzotero.org 上のライブラリと統合させます。あるコンピュータであなたが行った変更内容は他の全ての同期しているコンピュータに反映されます。もしあるアイテムが、同期が取られる間に、複数のコンピュータで変更を受けた場合、衝突回避ダイアログが現れ、どちらのバージョンを残したたいか尋ねてきます。稀な場合として、サーバ上のデータをローカルのデータで完全に上書きしたい場合、同期のリセットを利用することができます。

データの同期化はライブラリのアイテムを同期化するが、ファイル（PDF、画像、音声等）は送受信しない。

ファイルを同期化するには、Zoteroが運営するZotero　File Storage、あるいは個人で持っているWebDAVアカウントをつかう二つの方法がサポートされている。

推奨されているのは、Zotero File Storage。　WebDAVに比べていくつかの利点がある。

詳しくはZotero File Storageを参照。

WebDAVはウェブ上でファイルをやり取りするための一つのスタンダードであり、WebDAVを提供する様々なオンラインサービス（Apple iDisk, JungleDisk, BingoDisk等）が存在する。勤務先（例えば研究機関）で提供されていることもある。

WebDAVサーバーのURL、ユーザー名及びパスワードを設定画面で入力しZoteroによる情報の確認が終われば、ファイル同期化のための準備は完了。データの同期化とともにWebDAVを利用したファイルの同期化も行われるようになる。

上記２種類の同期化は同時に行われる。自動で同期化する場合は、変更があった数秒以内に同期化される。手動の場合は、同期化アイコンをクリックする必要がある。

複数のコンピュータで同じ同期化設定を使うことによって、同じライブラリを複数のコンピュータで使用できるようになる。もし、同期化する前に複数のコンピュータでデータを変えた場合は、どちらの変更を優先すべきか確認画面があらわれる。

一台のコンピュータしか使わない場合でも、同期化機能を簡易バックアップのために使うこともできる。ただしデータを間違って変更した場合、サーバー上も変更されるため真のバックアップではない。例えばまちがって自分のコンピュータ上のデータを消してしまった状態で同期化した場合、サーバー上のデータも消されてしまうので、同期化機能を使ってデータを修復することはできない。