หลอดทดลอง (อังกฤษ: test tube) เป็นเครื่องแก้วที่ใช้ในห้องปฏิบัติการทำด้วยหลอดแก้วหรือพลาสติกสีใส ความยาวประมาณนิ้วมือ มีปากเปิดด้านบนและส่วนใหญ่มีก้นกลมมน หลอดทดลองนั้นมีหลายขนาด ความกว้างมีตั้งแต่ 10 ถึง 20 มม. ส่วนความยาวมีตั้งแต่ 50 ถึง 200 มม.[1] ส่วนใหญ่ด้านบนมีปากที่บานออกเพื่อช่วยในการเทของเหลว และยังช่วยในการแยกหลอดทดลองออกจากหลอดเพาะเชื้อ (culture tube) ซึ่งมีปากตรงหรือเป็นเกลียวเพื่อปิดฝาอีก[2] หลอดทดลองมีทั้งแบบก้นเป็นทรงแบน ทรงกลม หรือ ทรงกรวย นอกจากนี้หลอดทดลองบางอันยังผลิตขึ้นมาเพื่อให้เข้ากับจุกปิดแบบแก้ว หรือฝาเกลียว บนหลอดทดลองมักมีจุดที่เป็นผิวด้านสำหรับทำเครื่องหมายด้วยดินสอ หรือจุดที่เคลือบเงาไว้สำหรับการเขียน