Det ventes, at den irakiske præsident skal mødes med præstestyrets øverste leder, Ali Khamenei.
Irak og Iran forsøger at styrke samarbejdet og bestræbelserne på at nedkæmpe den fælles fjende Islamisk Stat.
Iraks præsident er ifølge nyhedsbureauet AFP tirsdag ankommet til Teheran, hvor han de kommende dage skal mødes med blandt andre Irans præsident, Hassan Rouhani.
Det ventes, at Fuad Masum onsdag skal mødes med præstestyrets øverste leder, ayatollah Ali Khamenei.
Præsidenten ankom med et følge af irakiske ministre, der blandt andet skal forsøge at styrke de handelsmæssige bånd mellem de to lande, som i 1980'erne lå i krig i næsten 10 år.
Det shiitiske styre i Iran har været en afgørende faktor i kampen mod Islamisk Stat, som har erobret større områder i nabolandet siden sidste sommer.
Iranerne har blandt andet sendt militærrådgivere og våben til nabolandet.
Shiitiske militser, støttet af Iran, har været med til at fortrænge jihadisterne fra flere større byer i Irak.