美国良多一流的研究型大学都为政府代管国家实验室，这些设在大学里的国家实验室作为原始性创新基地，在国家基础研究、技术开发和科技攻关中承当着重要使命。
1、加州大学伯克利分校的劳伦斯伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory，简称LBNL) 。劳伦斯伯克利国家实验室位于美国加州大学伯克利分校，占地81 公顷，毗连旧金山湾。它附属于美国能源部，由伯克利代管。劳伦斯伯克利实验室是 1939 年诺贝尔物理学奖得主欧内斯特.奥兰多.劳伦斯先生于1931 年建立的，早期关注于高能物理领域的研究，建起了第一批电子直线加速器，发现了一系列超重元素，开拓了喷射性同位素、重离子科学等研究方向，成为美国乃至世界核物理学的圣地。它是美国一系列著名实验室：Livermore，Los Alamos， Brookhaven 等实验室的前驱，也是世界上成百所加速器实验室的榜样。劳伦斯伯克利国家实验室研究的领域无比宽泛，下设18 个研究所和研究中心，涵盖了高能物理、地球科学、环境科学、计算机科学、能源科学、材料科学等多个学科。劳伦斯伯克利实验室建立以来，共培育了5 位诺贝尔物理学奖得主和 4 位诺贝尔化学奖得主。劳伦斯伯克利国家实验室现有3800 名雇员，其中相当一部分是伯克利分校的老师和学生，2004 年的财政预算超过5 亿美元。特别值得提出的是，实验室的主任是朱棣文先生，他是极少数担负美国国家学术机构引导的华人之一。
2、麻省理工学院的林肯实验室(Lincoln Laboratory) 。MIT于1951 年在麻省的列克辛顿(Lexington)创建了林肯实验室。其前身是研制出雷达的辐射实验室。该实验室是联邦政府投资的研究中心，其基础使命是把高科技利用到国家平安的危急问题上。它很快在防空系统的高等电子学研究中博得了名誉，其研究范畴由敏捷扩大到空间监控、导弹防备、战场监控、空中交通管制等领域，是美国大学第一个大规模、跨学科、多功效的技术研究开发实验室。 1957 年该实验室建玉成固态、可编程数字计算机掌握的雷达系统 (Millstone Hill radar)，实现了对空间目标的实时跟踪，既能跟踪苏联卫星的运动，也能监控卡那维拉尔角的火箭发射。后来，这发展成弹道导弹策略防备系统，其中要害性的技术是数字信号处理和模式识别。在20 世纪60 年代初期，林肯实验室开发了卫星通信系统，导致8 颗实验通信卫星的发射。在20 世纪70 年代初期，实验室开始研究民航交通管制，强调雷达监控，进行恶劣景象的检测，开发了航空器的自动化控制装置。在20 世纪80 年代，实验室为战胜大气紊流的影响，开发了大功率激光雷达系统。20 世纪90 年代，为NASA 等开发了传感器。当初，林肯实验室则在开发陆舆图像处理设备。为了支撑宏大的翻新研究，林肯实验室始终坚持了在基本研究上的当先地位，例如名义物理、固态物理以及有关资料的上风。它实现了开发半导体激光器的早期研究，设计了红外激光雷达，并开发了高精度卫星定位与跟踪体系。林肯实验室在计算机图形学、数字信号处理理论以及设计与建造高速数字信号处理计算机等方面做出很大的贡献。信号处理究竟是实验室许多名目的中心技术，包括高吞吐率的通用信号处理器。它在语音编码与辨认方面也有许多杰出工作，为主动翻译开辟了途径。林肯实验室现有雇员 2432 人，它在 2003 财政年度的经费是 5.226 亿美元，其中91.6%即4.787 亿美元来自美国国防部，这就不难懂得MIT 林肯实验室事实上是美国军事电子系统的大本营。
3、加州大学的洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Laboratory，简称LANL) 洛斯阿拉莫斯国家实验室位于美国新墨西哥州首府圣塔菲西北56 公里处，成立于1943 年，以研制降生世界上第一颗原子弹而驰名于世。洛斯阿拉莫斯是一个当之无愧的科学城和高科技辐射源。实验室在二战期间由罗斯福总统倡导建立，是曼哈顿工程的一部分。物理学家奥本海默是实验室的第一任主任。该实验室是一所由能源部与加利福尼亚大学结合管理的多计划研究机构。其研究工作分两大类：武器研究，包括开发满足军事需要的核弹头、设计实验先进技术计划，以及通过相干科学技术领域的实验与实践研究，保持一项创新性武器研究筹划；非兵器研究，包括核裂变、核聚变、中等物理加速、超导、计算科学、生物医学、地球科学、非核能及基础能源科学等。这里云集了大批世界顶尖科学家，目前共有1.2 万名雇员，每年经费估算高达21 亿美元。
4、布鲁克海文国家试验室(Brookhaven National Laboratory，简称BNL) 布鲁克海文国家实验室位于纽约长岛萨福尔克县(Suffolk County)中部，原址为第一、二次世界大战时的美国陆军厄普顿兵营。该实验室成立于 1948 年，现隶属于美国能源部，由石溪大学和BATTELLE 成立的布鲁克海文科学学会负责管理。布鲁克海文国家实验室领有3 台开展研究用的反映堆和同步辐射光源、强场核磁共振仪、投射电子显微镜、扫描电子显微镜、正电子断层成像仪、盘旋加速器等一大量大型仪器和装备。除首创了核技术、高能物理、纳米技术等多个领域的研究外，该实验室还在生物、化学、医学、材料科学、环境科学、能源科学和技术等多学科发展研究。大科学安装群的强盛支持才能和多学科穿插的环境，使布鲁克海文国家实验室在发展新型、边沿科学和冲破重大新技术方面存在壮大的能力，获得多项令世界注视的重大结果，并数次取得诺贝尔奖，成为著名的大型综合性科学研究基地。布鲁克海文实验室拥有3000 名雇员，每年还招待全球的超过4000 名科学家的拜访。布鲁克海文的年度研究经费超过4 亿美元。
5、加州理工学院的喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory，简称JPL) 喷气推动实验室是位于加利福尼亚州帕萨迪那美国国家航空航天局(NASA) 的一个下属机构，负责为美国国家航空航天局开发和治理无人空间探测任务，行政上属于加州理工学院管理，前身是由航空巨匠西奥多.冯.卡门于1936 年牵头成立的喷气能源研究所。在国际科技界，喷气推进实验室如雷贯耳，它在美国导弹和航天发展史上起到了空前的作用，尤其是1958 年探险者1 号进入轨道，确定了其作为太空开发打算之母的位置。喷气推进实验室共进行着 45 个项目标研发，各种无人探测器升空后的把持工作大都由其负责。它还担当着对地球正确丈量的义务，节制着寰球的深空探测网络。这里会集了太空研究范畴一流的迷信家跟工程师，员工总数超过5200 人，年度研究经费达13 亿美元。
6、橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory，简称ORNL)橡树岭国家实验室是美国能源部所属最大的科学和能源研究实验室，成立于1943 年，原称克林顿实验室，是曼哈顿机密计划的一部门，现由田那西大学和Battelle 留念研究所独特管理。 20 世纪50 年代和60 年代期间，橡树岭国家实验室主要从事核能、物理及生命科学的相关研究。70 年代成立了能源部后，使得橡树岭国家实验室的研究计划扩展到能源产生、传输和保留等领域。橡树岭国家实验室的任务是开展基础和应用的研究与开发，提供科学常识和技术上解决庞杂问题的创新方式，加强美国在主要科学领域里的领先地位；进一步提高大批能源的利用率；为恢复和保护环境以及为国家安全作贡献。橡树岭国家实验室许多科学领域在国际上处于领先地位。它主要从事6 个方面的研究，包括中子科学、能源、高机能计算、复杂生物系统、进步材料和国家安全。橡树岭国家实验室现有雇员3800 多人和客座研究人员大概3000 人，年度经费超过10 亿美元。
7、阿贡国家实验室(Argonne National Laboratory，简称ANL) 阿贡国家实验室是美国政府最老和最大的科学与工程研究实验室之一――在美国中西部为最大。阿贡是1946 年特许成立的美国第一个国家实验室，也是美国能源部所属最大的研究中心之一。从前半个世纪中，芝加哥大学为美国能源部及其前身监管阿贡国家实验室的运行。阿贡是从二次世界大战曼哈顿工程的一局部，芝加哥大学的冶金实验室的基础上发展起来的。战后，阿贡接收开发和平应用原子反应堆的任务。数年来，阿贡的研究一直扩展，包含了基础科学、科学设施、能源资源方案、环境管理、国家保险、工业技术开发等很多领域。阿贡有两个场所：位于伊利诺州的东场所，占地1500 英亩，是美国能源部芝加哥工作办公室所在地；位于爱达荷州的西场所，占地约900 英亩，是阿贡多数主要核反响堆研究设施的所在地。今天，阿贡的雇员超过3500 名，运行经费约为4.75 亿美元，支持200 多个研究项目，从原子核研究到全球气象变更研究。1990 年以来，阿贡曾与600 多家公司、无数的联邦政府部门以及其余组织一道工作。 此类实验室属于国家机构，有的甚至是国际机构，由好几个国家联合承办。它们大多从事于基本计量，高精尖项目，超大型的研究课题，和国防军事任务。
1、德国的联邦技术物理研究所(Physikalisch Technische Bundesanstalt，简称PTB) 建于1884 年，原名帝国技巧物理研究所(Physikalisch Technische Reichsanstalt，简称PTR)，相称于德国的国家计量局，以精细测量热辐射著称。十九世纪末该研究所的研究职员致力于黑体辐射的研究，导致了普朗克发明作用量子。能够说这个实验室是量子论的发祥地。谈到该实验室就须介绍物理学史上两位重要的人物。第一个是1911 年诺贝尔物理学奖获得者维恩Wilhelm Wien(1864-1928)，他曾是该实验室的理论带头人，在这里工作长达近十年的时光。他的主要贡献是发现了几个重要的热辐射定律。第二位是1918 年诺贝尔物理学奖得主普郎克，他发现的能量级对物理学的进展作出了重大奉献。他是继维恩后曾在该实验室工作的一位主要的学术带头人。
2、英国的国家物理实验室(National Physical Laboratory，简称NPL)英国的国家物理实验室，是英国历史长久的计量基准研究核心，创立于 1900 年。 1981 年分6 个部：即电气科学、材料运用、力学与光学计量、数值剖析与计算机科学、量子计量、辐射科学与声学。作为高度产业化国家的计量中心，与全国工业、政府各部分、贸易机构有着普遍的日常接洽，对外则作为国家代表机构，与各国际组织、各国计量中心联系。它还对环境维护，例如噪声、电磁辐射、大气传染等方面向政府供给倡议。英国国家物理实验室共有科技人员约1000 人，1969 年最高达1800 人。
3、欧洲核子研究中心(European Organization for Nuclear Research，简称CERN)欧洲核子研究中心创建于1954 年，是范围最大的一个国际性的实验组织。它的创建、方针、组织、选题、经费和研究规划的履行，都很有特色。1983 年在这里发现W±和Z0 粒子，次年该中心两位物理学家鲁比亚和范德梅尔获诺贝尔物理奖。欧洲核子研究中心是在联合国教科文组织的提倡下，由欧洲11 个国家从 1951 年开端谋划，现已有26 个成员国。经费由各成员国摊派，所长由理事会任命，任期5 年。下设管理委员会、研究委员会和实验委员会，组织精悍，管理完美。研究人员共达9000 人，多为应聘制。这是一个旨在摸索宇宙开始时最基本的货色是什么等问题的纯科学的物理研究机构，也是当今世界上规模最大的科学实验室之一。来自包括中国在内的世界80 多个国家的6000 多名物理学家曾在此工作过。这个研究中心建有两个国际研究所，供世界著名的科学家小组研究亚原子核的构造及其理论。第一研究所装有6 亿电子伏的同步回旋加速器，280 亿电子伏的质子同步加速器等。第二研究所在第一研究所旁边，它装有一台周长约 7 千米的新质子同步加速器。研究中心除有许多先进而价钱昂贵的试验设备外，还有图书材料室，并出版《欧洲核研究组织信使》(月刊)和科学讲演等。因为中心的设备齐全，服务精良，加上科学家们的勤恳尽力，欧洲核子研究中心在粒子物理研究领域已经取得了一些举世瞩目的成果，从而成为货真价实的核子研究中心。数十年来，该研究中心先后建成质子同步回旋加速器、质子同步加速器、交叉储存环(ISR)、超质子同步加速器(SPS)、大型正负电子对撞机(LEP)、并拥有世界上最大的氢气泡室(BEBL)。
4、瑞士保罗谢勒研究所(Paul Scherrer Institute，简称PSI) 瑞士保罗谢勒研究所是瑞士科学和技术的多学科研究中心。在与海内外大学、其他研究机构和工业界的配合中，PSI 在固态物理、材料科学、基本粒子物理、生命科学、核与非核能研究及与能源有关的生态学的研究中十分活泼。 PSI 是瑞士最大的国家研究所，有雇员1200 人，是瑞士独一这品种型的研究所。 PSI 研究的重点放在基础研究和应用研究，特别是与可连续发展有关的领域和对教育和培训具有重要意义、但超越大学单个系能力的领域。 PSI 研制和运行须要特别高尺度的技术窍门、教育和专业的复杂研究设施，占有散裂中子源，瑞士光源(SLS)等大科学装置，是世界科学界主要的用户实验室之一。通过它开展的研究，PSI 获得新的基础知识，并踊跃增进其在工业上的应用。 中国已经建成的国家实验室共有5个，分别是：
1. 国家同步辐射实验室-中国科学技术大学（合肥）
2 .北京正负电子对撞机国家实验室-中国科学院高能物理研究所（北京）
3. 兰州重离子加速器国家实验室-中国科学院近代物理研究所（兰州）
4. 沈阳材料科学国家（联合）实验室-中国科学院金属研究所（沈阳）
5.青岛海洋科学与技术国家实验室-中国海洋大学（青岛） 已经批复正在兴建的国家实验室有5个，分别是：
1.北京凝聚态物理国家实验室 中国科学院物理研究所
2.合肥微尺度物质科学国家实验室 中国科技大学
3.武汉光电国家实验室 华中科技大学等单位
4.清华信息科学与技术国家实验室 清华大学
5.北京分子科学国家实验室 北京大学、中国科学院化学研究所 1航空航天方面－－－－航空科学与技术国家实验室
依托北京航空航天大学
2人口与健康方面－－－－重大疾病研究国家实验室
依托中国医学科学院
3核能方面－－－－磁约束核聚变国家实验室
依托中国科学院合肥物质科学研究院、西南核物理研究院
4新能源方面－－－－洁净能源国家实验室
依托中国科学院大连化学物理研究所
5先进制造方面－－－－船舶与海洋工程国家实验室
依托上海交通大学
6量子调控方面－－－－微结构国家实验室
依托南京大学
7蛋白质研究方面－－－－蛋白质科学国家实验室
依托中国科学院生物物理研究所
8轨道交通方面--------现代轨道交通国家实验室
依托西南交通大学
9农业方面----------现代农业国家实验室
依托中国农业大学
