Det finns en växande oro för att nästa gren av den så kallade islamiska staten (IS) skulle kunna uppstå i regionen.
David Cameron sa att "brutalterrorister" bara skulle besegras om länder förenades mot sin "gemensamma fiende".
Cameron ska ta upp frågan i möten med ledarna i båda länderna under den fyra dagar långa resan.
Han är på väg till Indonesien på första stoppet av sin turné, som främst är avsedd att öka handeln med Storbritannien.
Men Cameron kommer också att använda sitt besök för att diskutera hotet från islamistisk extremism med sina kolleger, president Joko Widodo av Indonesien, och senare premiärminister Najib Razak av Malaysia.
Den brittiska regeringen uppskattar att cirka 500 personer från Indonesien och cirka 200 från Malaysia har anslutit sig till IS i Irak och Syrien.
Premiärministern sägs vara "Keen to explore" om Storbritannien kan erbjuda mer praktiskt stöd mot terrorism till båda länderna, till exempel störa utländska fighters, undersöka potentiella terrorplaner och förbättra luftfartssäkerheten.
Han planerar också att lära sig av deras arbete med att ta itu med extremistideologin och uppmuntra tolerans, för att undersöka om Storbritannien kan lära sig av sin strategi.
Cameron talade inför sin avresa till Indonesien och sade att IS var "ett av de största hot som världen har ställts inför".
"Vi står alla inför ett hot från utländska fighters och från ökande radikalisering inom våra länder och det är rätt att vi tittar på vilken hjälp vi kan ge varandra", sade han.
Det är förstått att Förenade kungarikets regering har haft diskussioner om sin roll när det gäller att ta itu med invaderande arter i Libyen.
Det finns inget som tyder på några flyganfall, men man tror att Förenade kungariket har övervägt vilken hjälp det skulle kunna erbjuda i kampen mot IS närvaro om en stabil libysk regering bildades.
Premiärministern förväntas erbjuda Indonesien och Malaysia stöd i kampen mot islamistiska extremister, under ett handelsuppdrag i Sydostasien.