ศูนย์ทดลองแห่งชาติซานเดีย (อังกฤษ: Sandia National Laboratories) เป็นหนึ่งในสองศูนย์วิจัยและพัฒนาแห่งชาติที่สำคัญของกระทรวงพลังงาน ประเทศสหรัฐอเมริกา บริหารจัดการโดย Sandia Corporation (ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ Lockheed Martion Corporation) ภารกิจพื้นฐานของศูนย์ทดลองคือการสร้าง พัฒนา และทดสอบส่วนประกอบที่มิใช่นิวเคลียร์ (non-nuclear component) ของอาวุธนิวเคลียร์ สาขาแรกตั้งอยู่ที่ฐานทัพอากาศเคิร์ตแลนด์ ที่ อัลบูเคอร์คี รัฐนิวเม็กซิโก อีกสาขาหนึ่งอยู่ที่ลิเวอร์มอร์ รัฐแคลิฟอร์เนีย ใกล้กับศูนย์ทดลองแห่งชาติิลิเวอร์มอร์ ซานเดียเป็นห้องทดลองของคณะกรรมาธิการความมั่นคงด้านนิวเคลียร์แห่งชาติหน้าที่หลักของซานเดียคือการตรวจสอบเสถียรภาพและความเชื่อถือได้ของระบบที่ใช้ในอาวุธนิวเคลียร์ ทำการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีแขนกลในการควบคุมและป้องกันระเบิดนิวเคลียร์ รวมถึงการตรวจสอบกระบวนการทำลายอาวุธนิวเคลียร์ของสหรัฐฯ ภารกิจอีกประการหนึ่งรวมไปถึงการวิจัยและพัฒนาด้านพลังงานและสิ่งแวดล้อม รวมถึงความมั่นใจด้านโครงสร้างพื้นฐานที่เป็นหัวใจสำคัญของประเทศ นอกจากนี้ ซานเดียยังเป็นแหล่งวิจัยในสาขาอื่นๆ อีกหลายสาขา รวมถึง computational biology, คณิตศาสตร์ (ผ่านทางสถาบันวิจัยวิทยาศสตร์คอมพิวเตอร์), วิทยาการวัสดุ, พลังงานทางเลือก, จิตศาสตร์, ไมโครเทคโนโลยี, และวิทยาศาสตร์แขนงใหม่ๆ แต่เดิมซานเดียทำงานด้วย ASCI Red ซึ่งเป็นหนึ่งในซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดในโลก จนกระทั่งปลดประจำการไปไม่นานนี้ ปัจจุบันซานเดียใช้เครื่อง ASCI Red Storm (ชื่อเดิม Thor's Hammer) นอกจากนี้ซานเดียยังเป็นที่ตั้งของ Z Machine อันเป็นเครื่องผลิตรังสีเอ็กซ์ที่ใหญ่ที่สุดในโลก ออกแบบมาเพื่อใช้ทดสอบวัสดุในเงื่อนไขอุณหภูมิและแรงดันแบบยิ่งยวด เครื่องนี้บริหารโดยซานเดียใช้เพื่อรวบรวมข้อมูลสำหรับทำแบบจำลองคอมพิวเตอร์ของอาวุธนิวเคลียร์