清华大学拥有多个实验室，涵盖不同的研究领域。以下是一些主要的实验室：
MARS多模态学习实验室
由赵行助理教授领衔，关注多模态计算、自动驾驶、机器人技术、多传感器等多模态学习的基础问题及其应用。
智能系统与机器人实验室（ISR Lab）
由陈建宇助理教授创办，隶属清华大学跨学科信息科学研究所以及上海期智研究院，研究覆盖强化学习、机器人技术、控制理论和大模型等方向，专注于人形机器人和具身智能。
具身智能实验室（TEA Lab）
由许华哲助理教授创建并指导，研究方向包括策略泛化性研究、模仿学习和强化学习算法的数据效率和规模效应以及无仿真物理真机强化学习等。
DISCOVER实验室
在“具身智能”主题开放日上推出RDK UniBots具身智能科教平台，基于RDK算力平台与板载具身智能算法，支持用户快速创建具身智能科教应用。
基础医学院程功实验室&深圳湾实验室传染病研究所太万博课题组
长期致力于虫媒病毒感染致病机理、传播机制及宿主免疫保护机制研究，发表了一系列具有国际影响力的原创成果。
此外，清华大学还有多个国家重点实验室和其他科研机构，例如：
摩擦学国家重点实验室
主要研究摩擦学相关的基础理论和应用。
汽车安全与节能国家重点实验室
研究汽车的安全性和节能技术。
智能技术与系统国家重点实验室
研究智能技术与系统的相关理论和应用。
微波与数字通信技术国家重点实验室
研究微波与数字通信技术的相关理论和应用。
新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室
研究新型陶瓷与精细工艺的相关技术和应用。
国家蛋白质科学基础设施（北京基地）
研究蛋白质科学的基础设施。
地球系统数值模拟装置
研究地球系统的数值模拟技术。
极深地下极低辐射本底前沿物理实验装置
研究极深地下极低辐射本底的前沿物理实验。
数字电视国家工程实验室（北京）
研究数字电视技术的工程应用。
电子商务交易技术国家工程实验室
研究电子商务交易技术的工程应用。
这些实验室和科研机构在各自的领域内取得了显著的研究成果，推动了科学技术的发展和应用。