檢驗醫學，又稱為實驗室醫學、化驗、醫學檢驗，主要是利用實驗室的各項工具，協助預防醫學中對健康狀態及生理功能的評估，臨床醫學中疾病的診斷、評估、治療及追蹤等。檢驗醫學也是醫學研究的一個重要部分，其本身的發展與應用，均為醫學的進步帶來極大的貢獻與實證。
檢驗醫學所涵蓋的範圍極為廣泛，如血液檢查、血清學檢查、各種體液的顯微鏡檢查、生化檢查、免疫學檢查、微生物學檢查(含致病性的病毒、衣原體、立克次體、細菌、寄生蟲等)、細胞學檢查、各種組織及器官的病理學檢查，甚至在有些國家和地區還包括各種生理功能的檢查(如腦波檢查、各種神經功能檢查、肌電圖、心電圖、聽力檢查等等)，且其內容與應用的發展極其迅速。
因在診斷上所需的各種檢驗越來越多且又複雜，致使檢驗醫學逐漸成為一門專業，現今主要負責檢驗醫學的專業醫事人員為醫檢師，臺灣大專院校的醫學院中設有醫技系；香港理工大學則設有醫療化驗科學學位課程，以培育醫檢專業人才。
教學分工
檢驗醫學一般劃分爲四大部分，而每個部分又進一步細分為許多較小的單元。這四大部分分別是：
* 解剖病理學：下屬單元包括組織病理學、細胞病理學和電子顯微鏡檢查。從學術上來說，每個單元分別單獨開設一門課程。與本部分有關的其他課程包括解剖學、生理學、組織學、病理學和病理生理學。
* 臨床微生物學: 這是檢驗醫學之中最大的部分，因為其包括五個不同的學科（單元），即細菌學、病毒學、寄生蟲學、免疫學和真菌學。
* 臨床生物化學：教學任務繁忙，下屬單元包括儀器分析、酶學、毒理學以及內分泌學。
* 血液學：這部分的教學工作規模不大，但卻並不輕鬆。血液學部分分為兩個單元，即凝血功能和血庫
與子專業細胞遺傳學配合學習的課程是遺傳學。
醫學實驗室
醫學實驗室，又稱為臨床實驗室， 是指在其中針對臨床標本進行各種試驗，或者說完成形形色色的實驗室檢驗專案，以便獲得病人健康狀況資訊的一種實驗室。實驗室檢驗專案是任何病人病情檢查工作之中不可或缺的組成部分，而且其比重會佔到醫師診斷和治療選擇的80%。
醫學實驗室的型別
在許多國家，處理大多數醫學標本的實驗室主要有兩種型別。
* 醫院實驗室：隸屬於某家醫院，負責完成針對病人的實驗室檢驗專案。
* 私立實驗室（或者社區實驗室）：接收和分析檢測由全科醫師、保險公司以及其他健康門診所送檢的標本。這些實驗室亦可稱為參比實驗室（reference laboratories），其中還開展有更多並不常見且晦澀難懂的實驗室檢驗專案。
對於極其專業化的試驗專案，則可以將樣品送往研究實驗室。
不同的實驗室之間可能會彼此送檢許多不常見試驗專案的標本。特定一家實驗室專門開展某項罕見的試驗專案，從其他實驗室那裡接收標本（和費用），而同時又把自己無法完成試驗專案的標本送出去，這樣做會更加經濟劃算。
在許多國家，按照所開展檢驗專案的型別，尚可將醫學實驗室主要分為三種類型：
* 臨床病理學實驗室：主要開展血液學、組織病理學、細胞學以及常規病理學方面的檢驗專案；
* 臨床微生物學實驗室：主要開展細菌學、分支桿菌學、病毒學、真菌學、寄生蟲學、免疫學以及血清學方面的檢驗專案；
* 臨床生物化學（簡稱為臨床生化或生化）實驗室: 生物化學分析、激素測定等。
血庫：通常是一個單獨的科室。其實驗室需要開展那些可能在血液之中發現的傳染病方面的微生物學分析。病理學方面要開展的血型鑑定與交叉配血以及一些相關的血液學檢驗專案。另外，還可能需要負責通訊聯繫的部門來協調血液捐獻工作等等。
臨床實驗室職責分工
隨著組織機構和地區的不同，臨床實驗室在醫療機構內的分佈情況迥然各異。比如，就拿微生物學來說，有些醫療機構設有單獨的微生物學實驗室，而另外一些則為每個具體的子專業都設有單獨的實驗室，但就是沒有所謂的「微生物學」實驗室。
如下是各個具體子專業實驗室職責的詳細劃分：
* 微生物學實驗室接收幾乎任何的臨床標本，包括拭子、糞便、尿液、血液、痰液、腦脊液、滑膜液以及可能發生感染的組織。微生物學實驗室主要負責培養，以便查詢可疑的病原體；一經發現，還會進一步利用生物化學試驗對其進行鑑定 (微生物學)。另外，還會進行藥物敏感性試驗，以便確定該病原體對於所建議的某種藥物究竟是敏感 (微生物學)還是耐藥 (微生物學)。微生物學檢驗結果之中往往報告有已經獲得鑑定的微生物以及應當為相應病人開出的藥物的型別和劑量。
* 寄生蟲學是微生物學的一個子專業，而此類實驗室負責的是檢查寄生蟲。最為常見的標本是糞便。不過，血液、尿液和痰液等標本之中也可能存在寄生蟲。
* 病毒學實驗室負責血液、尿液和腦脊液等標本之中病毒的鑑定工作。
* 血液學實驗室採用全血標本來進行全血細胞計數和血液涂片檢查。
* 凝血功能實驗室需要採用枸櫞酸抗凝的血液標本來測定凝血時間和凝血因子。
* 臨床生物化學實驗室通常接收的是血清標本。此類實驗室利用血清來檢測存在於血液之中的化學物質。此類分析物包括種類繁多的物質，如脂類、血糖（包括葡萄糖等糖類）、酶類和激素。
* 毒理學實驗室主要負責藥品和娛樂藥物方面的試驗專案。向此類實驗室送檢的標本包括尿液和血液樣品。
* 免疫學/血清學實驗室則是以抗原－抗體相互作用的概念作為其基本的診斷工具。 另外，同時還負責確定所移植器官的相容性。
* 免疫血液學實驗室或者說血庫負責確定血型以及對供血者和受血者進行相容性檢測。同時，此類實驗室還負責製備血液成分、衍生製劑以及其他血液製品，供輸血之用。
* 尿液分析實驗室負責檢測尿液標本之中的許多分析物。有些醫療保健服務提供方設有尿液分析實驗室，而其他的則沒有配備。不過，他們的各個尿液分析子專案而是在相應的子專業實驗室內進行的。如果需要檢測尿液之中的化學物質，則由臨床生物化學實驗室來處理標本，而當適合做細胞檢查時，則應當把標本送交細胞病理學實驗室，如此等等。
* 組織病理學實驗室負責處理從體內移除的實體組織（活檢），以便在微觀層次上進行評價。
* 細胞病理學實驗室負責檢查來自全身各處（如宮頸）的細胞涂片，以尋求有關炎癥、癌癥及其他疾病情況的證據。
* 遺傳學實驗室主要負責DNA分析。
* 細胞遺傳學實驗室涉及到利用血液或其他細胞來獲得某種核型。此類檢查可有助於產前診斷（如唐氏綜合徵）以及癌癥診斷（比如，某些癌癥具有異常的染色體）。
* 手術病理學實驗室負責檢查外科手術（如乳房切除術）之中進行活檢的器官、肢體、腫瘤、胎兒及其他組織。
實驗室資訊學
如今，由計算機程式和計算機所構成的一種系統將形形色色的醫學實驗室聯繫為一個整體。這種系統就是實驗室信息系統（Laboratory information system，LIS）。LIS用於交換有關病人、實驗室檢驗專案申請以及實驗室檢驗結果的數據。LIS與醫院信息系統（Hospital Information System，HIS）之間通過介面相互連線。
LIS系統使得醫院和實驗室能夠針對每位病人，提出正確的實驗室檢驗專案申請，跟蹤記錄具體病人或者標本的歷史，有助於保證獲得更高質量的結果，並且可列印輸出實驗室檢驗結果的硬拷貝，以便用於病歷資料的編纂以及供醫生查閱。
實驗室檢驗結果的分析、確認和解釋
依據ISO 15189標準的要求，所有的實驗室檢驗結果都必須經過具有相應資質的專業人員的核對。在這個階段，臨床實驗室中常常需要病理學家或臨床生物學家之類的醫務人員。爲了驗證和確認正常結果或者未經修正的結果，一些軟體可以輔助完成這個階段的工作。爲了向醫師解釋實驗室檢驗結果，有時也需要此類醫務人員。對於通過電話告知的簡單結果或者技術性問題，則常常由實驗室技師來向註冊護士作出解釋。
在有些國家，這些檢驗科室完全是由某位專業病理學家來領導，而在其他國家，科室主任則可能是醫學或非醫學專業的某位顧問。在許多國家，臨床科學工作者有權解釋和討論自己學科領域範圍內的實驗室檢驗結果，而在歐洲，他們則至少需要具備碩士學位，或者還可能要具備博士學位，而且可能還要具有相當於醫務人員的結業資格，如英國的FRCPath（英國皇家病理科醫學院榮授院士，英國皇家病理學院榮譽院士）。
在法國，只有解剖病理學或臨床生物學專業的醫務人員（藥學士和醫學士）才能討論實驗室檢驗結果，而臨床科學工作者則不然。
醫學實驗室認可
醫學實驗室的可信程度對於病人的健康和安全來說至關重要，而這一點則依賴於這些實驗室所提供的檢測服務。目前，醫學實驗室認可方面現行的國際標準是ISO 15189 － 醫學實驗室 － 有關質量和能力的特殊要求。
在美國，認可工作是由聯合委員會、AABB以及其他的州級機構和聯邦政府機構來負責的。另外，臨床實驗室改進法案修正案（Clinical Laboratory Improvement Amendments），即也對檢測和人員方面作出了相應的規定。