In 'n chemielaboratorium word navorsing gedoen en ondersoeke uitgevoer in belang van die chemiese nywerheid of die chemiese wetenskap. Daar word reaksies bestudeer, stowwe ontleed om hul samestelling vas te stel, fisiese eienskappe gemeet, materiale getoets en soms ook werk van biologiese aard gedoen, byvoorbeeld met proefdiere. Chemielaboratoriums kan gewoonlik in verskillende groepe ingedeel word, bv. navorsingslaboratoriums, opleidingslaboratoriums en roetinelaboratoriums. In sommige groot laboratoriums word hierdie groepe as verskillende afdelings ingedeel. Baie mense koppel 'n chemielaboratorium aan die beeld van die ou alchemiste wat geheimsinnige stowwe bymekaargegooi, towerwoorde uitgespreek en indrukwekkende chemiese reaksies veroorsaak het. Alhoewel skeikundiges vandag nog soos die ou alchemiste na nuwe stowwe soek en hul eienskappe bestudeer, het die digthede drasties verander en is die moderne laboratorium 'n plek waar opgeleide mense met gespesialiseerde apparaat hul werk doen. In die nywerheid is die chemiese laboratorium vandag 'n belangrike skakel in die gehaltebeheerproses. Monsters word op 'n periodieke basis geneem en na die laboratorium gestuur vir ontleding om vas te stel of die vervaardigde produk nog aan die vereistes voldoen. Nie net die finale produk word dopgehou nie, maar ook die verwante prosesse word gedurig nagegaan om vas te stel of hulle nog reg funksioneer.