Et laboratorium er et arbeidsrom eller en bygning som blir brukt til å drive med vitenskapelige undersøkelser, tekniske eller medisinske analyser, eksperimentering og måling under kontrollerte forhold. Et medisinsk laboratorium er en medisinsk institusjon som er spesialistert til å utføre analyser av tilsendte prøver. Ordet stammer fra latin laborare og betyr å arbeide. Innenfor eksperimentell psykologi arbeides det i en form for laboratorium. Laboratorier har ofte et stort utvalg av spesialisert utstyr.
Man finner laboratorier ved skoler, universiteter, forskningsinstitutter, i industrien og i militærvesenet. Begrepet er også brukt om en del rom som ikke blir brukt til strengt vitenskapelig arbeid, men hvor prosesser eller utstyr ligner på dem brukt i vitenskapelige laboratorier.