美國良多一流的研究型大學都為政府代管國家實驗室，這些設在大學里的國家實驗室作為原始性創新基地，在國家基礎研究、技術開發和科技攻關中承當著重要使命。
　　1、加州大學伯克利分校的勞倫斯伯克利國家實驗室(Lawrence Berkeley National Laboratory，簡稱LBNL) 。勞倫斯伯克利國家實驗室位于美國加州大學伯克利分校，占地81 公頃，毗連舊金山灣。它附屬于美國能源部，由伯克利代管。勞倫斯伯克利實驗室是 1939 年諾貝爾物理學獎得主歐內斯特.奧蘭多.勞倫斯先生于1931 年建立的，早期關注于高能物理領域的研究，建起了第一批電子直線加速器，發現了一系列超重元素，開拓了噴射性同位素、重離子科學等研究方向，成為美國乃至世界核物理學的圣地。它是美國一系列著名實驗室：Livermore，Los Alamos， Brookhaven 等實驗室的前驅，也是世界上成百所加速器實驗室的榜樣。勞倫斯伯克利國家實驗室研究的領域無比寬泛，下設18 個研究所和研究中心，涵蓋了高能物理、地球科學、環境科學、計算機科學、能源科學、材料科學等多個學科。勞倫斯伯克利實驗室建立以來，共培育了5 位諾貝爾物理學獎得主和 4 位諾貝爾化學獎得主。勞倫斯伯克利國家實驗室現有3800 名雇員，其中相當一部分是伯克利分校的老師和學生，2004 年的財政預算超過5 億美元。特別值得提出的是，實驗室的主任是朱棣文先生，他是極少數擔負美國國家學術機構引導的華人之一。
　　2、麻省理工學院的林肯實驗室(Lincoln Laboratory) 。MIT于1951 年在麻省的列克辛頓(Lexington)創建了林肯實驗室。其前身是研制出雷達的輻射實驗室。該實驗室是聯邦政府投資的研究中心，其基礎使命是把高科技利用到國家平安的危急問題上。它很快在防空系統的高等電子學研究中博得了名譽，其研究范疇由敏捷擴大到空間監控、導彈防備、戰場監控、空中交通管制等領域，是美國大學第一個大規模、跨學科、多功效的技術研究開發實驗室。 1957 年該實驗室建玉成固態、可編程數字計算機掌握的雷達系統 (Millstone Hill radar)，實現了對空間目標的實時跟蹤，既能跟蹤蘇聯衛星的運動，也能監控卡那維拉爾角的火箭發射。后來，這發展成彈道導彈策略防備系統，其中要害性的技術是數字信號處理和模式識別。在20 世紀60 年代初期，林肯實驗室開發了衛星通信系統，導致8 顆實驗通信衛星的發射。在20 世紀70 年代初期，實驗室開始研究民航交通管制，強調雷達監控，進行惡劣景象的檢測，開發了航空器的自動化控制裝置。在20 世紀80 年代，實驗室為戰勝大氣紊流的影響，開發了大功率激光雷達系統。20 世紀90 年代，為NASA 等開發了傳感器。當初，林肯實驗室則在開發陸輿圖像處理設備。為了支撐宏大的翻新研究，林肯實驗室始終堅持了在基本研究上的當先地位，例如名義物理、固態物理以及有關資料的上風。它實現了開發半導體激光器的早期研究，設計了紅外激光雷達，并開發了高精度衛星定位與跟蹤體系。林肯實驗室在計算機圖形學、數字信號處理理論以及設計與建造高速數字信號處理計算機等方面做出很大的貢獻。信號處理究竟是實驗室許多名目的中心技術，包括高吞吐率的通用信號處理器。它在語音編碼與辨認方面也有許多杰出工作，為主動翻譯開辟了途徑。林肯實驗室現有雇員 2432 人，它在 2003 財政年度的經費是 5.226 億美元，其中91.6%即4.787 億美元來自美國國防部，這就不難懂得MIT 林肯實驗室事實上是美國軍事電子系統的大本營。
　　3、加州大學的洛斯阿拉莫斯國家實驗室(Los Alamos National Laboratory，簡稱LANL) 洛斯阿拉莫斯國家實驗室位于美國新墨西哥州首府圣塔菲西北56 公里處，成立于1943 年，以研制降生界上第一顆原槍彈而馳名于世。洛斯阿拉莫斯是一個當之無愧的科學城和高科技輻射源。實驗室在二戰期間由羅斯福總統倡導建立，是曼哈頓工程的一部分。物理學家奧本海默是實驗室的第一任主任。該實驗室是一所由能源部與加利福尼亞大學結合管理的多計劃研究機構。其研究工作分兩大類：武器研究，包括開發滿足軍事需要的核彈頭、設計實驗先進技術計劃，以及通過相干科學技術領域的實驗與實踐研究，保持一項創新性武器研究籌劃；非兵器研究，包括核裂變、核聚變、中等物理加速、超導、計算科學、生物醫學、地球科學、非核能及基礎能源科學等。這里云集了大批世界頂尖科學家，目前共有1.2 萬名雇員，每年經費估算高達21 億美元。
　　4、布魯克海文國度試驗室(Brookhaven National Laboratory，簡稱BNL) 布魯克海文國家實驗室位于紐約長島薩福爾克縣(Suffolk County)中部，原址為第一、二次世界大戰時的美國陸軍厄普頓兵營。該實驗室成立于 1948 年，現隸屬于美國能源部，由石溪大學和BATTELLE 成立的布魯克海文科學學會負責管理。布魯克海文國家實驗室領有3 臺開展研究用的反映堆和同步輻射光源、強場核磁共振儀、投射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、正電子斷層成像儀、盤旋加速器等一大量大型儀器和裝備。除首創了核技術、高能物理、納米技術等多個領域的研究外，該實驗室還在生物、化學、醫學、材料科學、環境科學、能源科學和技術等多學科發展研究。大科學安裝群的強盛支持才能和多學科穿插的環境，使布魯克海文國家實驗室在發展新型、邊沿科學和沖破重大新技術方面存在壯大的能力，獲得多項令世界注視的重大結果，并數次取得諾貝爾獎，成為著名的大型綜合性科學研究基地。布魯克海文實驗室擁有3000 名雇員，每年還招待全球的超過4000 名科學家的拜訪。布魯克海文的年度研究經費超過4 億美元。
　　5、加州理工學院的噴氣推進實驗室(Jet Propulsion Laboratory，簡稱JPL) 噴氣推動實驗室是位于加利福尼亞州帕薩迪那美國國家航空航天局(NASA) 的一個下屬機構，負責為美國國家航空航天局開發和治理無人空間探測任務，行政上屬于加州理工學院管理，前身是由航空巨匠西奧多.馮.卡門于1936 年牽頭成立的噴氣能源研究所。在國際科技界，噴氣推進實驗室如雷貫耳，它在美國導彈和航天發展史上起到了空前的作用，尤其是1958 年"探險者1 號"進入軌道，確定了其作為"太空開發打算之母"的位置。噴氣推進實驗室共進行著 45 個項目標研發，各種無人探測器升空后的把持工作大都由其負責。它還擔當著對地球正確丈量的義務，節制著寰球的深空探測網絡。這里會集了太空研究范疇一流的迷信家跟工程師，員工總數超過5200 人，年度研究經費達13 億美元。
　　6、橡樹嶺國家實驗室(Oak Ridge National Laboratory，簡稱ORNL)橡樹嶺國家實驗室是美國能源部所屬最大的科學和能源研究實驗室，成立于1943 年，原稱克林頓實驗室，是曼哈頓機密計劃的一部門，現由田那西大學和Battelle 留念研究所獨特管理。 20 世紀50 年代和60 年代期間，橡樹嶺國家實驗室主要從事核能、物理及生命科學的相關研究。70 年代成立了能源部后，使得橡樹嶺國家實驗室的研究計劃擴展到能源產生、傳輸和保留等領域。橡樹嶺國家實驗室的任務是開展基礎和應用的研究與開發，提供科學常識和技術上解決龐雜問題的創新方式，加強美國在主要科學領域里的領先地位；進一步提高大批能源的利用率；為恢復和保護環境以及為國家安全作貢獻。橡樹嶺國家實驗室許多科學領域在國際上處于領先地位。它主要從事6 個方面的研究，包括中子科學、能源、高機能計算、復雜生物系統、進步材料和國家安全。橡樹嶺國家實驗室現有雇員3800 多人和客座研究人員大概3000 人，年度經費超過10 億美元。
　　7、阿貢國家實驗室(Argonne National Laboratory，簡稱ANL) 阿貢國家實驗室是美國政府最老和最大的科學與工程研究實驗室之一――在美國中西部為最大。阿貢是1946 年特許成立的美國第一個國家實驗室，也是美國能源部所屬最大的研究中心之一。從前半個世紀中，芝加哥大學為美國能源部及其前身監管阿貢國家實驗室的運行。阿貢是從二次世界大戰曼哈頓工程的一局部，芝加哥大學的冶金實驗室的基礎上發展起來的。戰后，阿貢接收開發和平應用原子反應堆的任務。數年來，阿貢的研究一直擴展，包含了基礎科學、科學設施、能源資源方案、環境管理、國家保險、工業技術開發等很多領域。阿貢有兩個場所：位于伊利諾州的東場所，占地1500 英畝，是美國能源部芝加哥工作辦公室所在地；位于愛達荷州的西場所，占地約900 英畝，是阿貢多數主要核反響堆研究設施的所在地。今天，阿貢的雇員超過3500 名，運行經費約為4.75 億美元，支持200 多個研究項目，從原子核研究到全球氣象變更研究。1990 年以來，阿貢曾與600 多家公司、無數的聯邦政府部門以及其余組織一道工作。