國家重點實驗室(英文:State Key Laboratory )是依托一級法人單位建設、具有相對獨立的人事權和財務權的科研實體。

其作為國家科技創新體系的重要組成部分，是國家組織高水平基礎研究和應用基礎研究、聚集和培養優秀科學家、開展高層次學術交流的重要基地，實驗室實行"開放、流動、聯合、競爭"的運行機制。國務院部門(行業)或地方省市科技管理部門是行政主管部門，實驗室依托單位主要以中科院各研究所、重點大學為主體。

2003年前后科技部設立了"省部共建國家重點實驗室培育基地"計劃，作為培育基礎研究"國家隊"的"預備隊"，以進一步加強地方與國家在基礎研究方面的銜接。2018年6月25日，科技部發布《關于加強國家重點實驗室建設發展的若干意見》，到2020年，實驗室數量總量保持在700個左右。