Phòng Thí nghiệm FBI được thiết lập từ khi còn Cục chỉ mới là Cục Điều tra, và chuyển về tòa nhà J. Edgar Hoover khi nó hoàn thành vào năm 1974. Phòng thí nghiệm chủ yếu tập trung vào các công việc phân tích DNA, sinh vật học và hoa học tự nhiên. Các dịch vụ trong phòng thí nghiệm bao gồm "Hóa học", "Hệ thống Chỉ số Kết hợp AND"(CODIS), "Phân tích và Phản ứng Máy tính", "Phân tích DNA", "Phản ứng Vật chứng", "Chất nổ", "Súng đạn và nhận diện vũ khí", "Âm thanh Pháp lý", "Hình ảnh Pháp lý", "Phân tích Ảnh", "Nghiên cứu Khoa học Pháp lý’’, "Huấn luyện Khoa học Pháp lý", "Phản ứng Vật chất nguy hiểm", "Đồ họa Điều tra và Dự đoán", "In Chìm", "Phân tích Vật liệu", "Tài liệu Chất vấn", "Hồ sơ Băng đảng", "Phân tích Ảnh Đặc biệt", "Đồ án Cấu trúc" và "Dấu vết Chứng cứ". Có rất nhiều cơ quan địa phương, liên bang và quốc tế sử dụng dịch vụ của Phòng Thí nghiệm FBI, Phòng còn có một phòng thí nghiệm khác ở Học viện FBI.