Phòng thí nghiệm y tế hoặc phòng thí nghiệm lâm sàng là phòng thí nghiệm nơi các xét nghiệm bệnh lý lâm sàng được thực hiện trên các mẫu bệnh phẩm để có được thông tin về sức khỏe của bệnh nhân để hỗ trợ chẩn đoán, điều trị và phòng ngừa bệnh. Các phòng thí nghiệm y tế lâm sàng là một ví dụ về khoa học ứng dụng, trái ngược với các phòng thí nghiệm nghiên cứu tập trung vào khoa học cơ bản, như được tìm thấy trong một số tổ chức học thuật.
Các phòng thí nghiệm y tế khác nhau về kích thước và độ phức tạp và do đó cung cấp nhiều dịch vụ xét nghiệm. Các dịch vụ toàn diện hơn có thể được tìm thấy trong các bệnh viện và trung tâm y tế cấp tính, nơi 70% các quyết định lâm sàng dựa trên xét nghiệm. Các văn phòng bác sĩ và phòng khám, cũng như các cơ sở điều dưỡng và chăm sóc dài hạn có thể có các phòng thí nghiệm cung cấp các dịch vụ xét nghiệm cơ bản hơn. Các phòng thí nghiệm y tế thương mại hoạt động như các doanh nghiệp độc lập và cung cấp thử nghiệm mà không được cung cấp trong các cài đặt khác do khối lượng thử nghiệm thấp hoặc phức tạp.