ห้องปฏิบัติการ (อังกฤษ: laboratory) เรียกสั้น ๆ ว่า ห้องแล็บ (อังกฤษ: lab) คือสถานที่ซึ่งอยู่ในสภาวะที่ถูกควบคุม และเป็นที่สำหรับการวิจัย การทดลอง และการวัดทางวิทยาศาสตร์หรือทางเทคนิค  ห้องปฏิบัติการซึ่งใช้สำหรับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์มีหลายแบบ ด้วยความที่แต่ละภาควิชาของวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์มีความต้องการเฉพาะที่ต่างกัน ห้องปฏิบัติการทางฟิสิกส์อาจมีเครื่องเร่งอนุภาคหรือห้องสุญญากาศ ส่วนห้องปฏิบัติการทางวิศวกรรมโลหการอาจมีเครื่องมือในการหล่อหรือการกลั่น (refine) เหล็กเพื่อทดสอบความแข็งแรงของเหล็ก นักเคมีหรือนักชีววิทยาอาจใช้ห้องปฏิบัติการแบบเปียก (wet laboratory) ส่วนห้องปฏิบัติการของนักจิตวิทยาอาจเป็นห้องซึ่งมีกระจกด้านเดียวติดอยู่รวมไปถึงมีกล้องซ่อนไว้เพื่อเฝ้าดูพฤติกรรม บางห้องปฏิบัติการ เช่น ห้องที่นักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ใช้ อาจมีคอมพิวเตอร์ (บางครั้งอาจเป็นซูเปอร์คอมพิวเตอร์) เพื่อใช้สำหรับบการจำลองหรือการวิเคราะห์ข้อมูลซึ่งมาจากที่อื่น นักวิทยาศาสตร์ในภาควิชาอื่นอาจใช้ห้องปฏิบัติการแบบอื่น วิศวกรใช้ห้องปฏิบัติการในการออกแบบ สร้าง หรือทดสอบเครืองมือทางเทคโนโลยีต่างๆห้องปฎิบัตรการทางวิยาศาสตร์นั้นพบได้ในโรงเรียน มหาวิทยาลัย อุตสาหกรรม สถานที่ทางราชการหรือทหาร รวมไปถึงเรือและยานอวกาศ