進入二十世紀， 各類物理實驗室如雨後春筍， 研究工作廣泛開展。 可以說， 實驗室是科學的搖籃， 是科學研究的基地。 下面選取若干有代表性的， 對科學發展起過或正在起重要作用的物理實驗室， 分別作些介紹。
類型一
建立在大學裡面， 附屬于大學的實驗室。 除了英國劍橋大學的卡文迪許實驗室以外， 還可以舉出許多， 其中著名的有莫斯科大學的物理實驗室， 荷蘭萊頓大學的低溫實驗室， 美國哈佛大學的傑佛遜（Jefferson）物理實驗室， 加州伯克利分校的勞倫斯輻射實驗室， 英國曼徹斯特大學的物理實驗室。
荷蘭的萊頓低溫實驗室
二十世紀初， 這個實驗室在昂納斯（K.Onnes）領導下， 在低溫領域獨佔鰲頭， 最先實現了氦的液化， 發現了超導電性， 並一直在低溫和超導領域居領先地位。 特別是它以大規模工業技術發展實驗室，
美國加州大學伯克利分校的勞倫斯輻射實驗室
它是電子直線加速器的發源地， 創建於30年代， 當時正值經濟蕭條時期， 創建人勞倫斯以其特有的組織才能，
類型二
實驗室屬於國家機構， 有的甚至是國際機構， 由好幾個國家聯合承辦。 它們大多從事於基本計量， 高精尖項目， 超大型的研究課題和國防軍事任務。
德國的帝國技術物理研究所（簡稱PTR）
帝國技術物理研究所建於1884年， 相當於德國的國家計量局， 以精密測量熱輻射著稱。 十九世紀末該研究所的研究人員致力於黑體輻射的研究， 導致了普朗克發現作用量子。 可以說這個實驗室是量子論的發源地。
英國國家物理實驗室（簡稱NPL）
英國的國家物理實驗室， 是英國歷史悠久的計量基準研究中心， 創建於1900年。 1981年分為6個部：電氣科學、材料應用、力學與光學計量、數值分析與電腦科學、量子計量、輻射科學與聲學。
作為高度工業化國家的計量中心， 與全國工業、政府各部門、商業機構有著廣泛的日常聯繫， 對外則作為國家代表機構， 與各國際組織、各國計量中心聯繫。 它還對環境保護， 例如雜訊、電磁輻射、大氣污染等方面向政府提供建議。 英國國家物理實驗室共有科技人員約1000人， 1969年最高達1800人。
歐洲核子研究中心（簡稱CERN）
歐洲核子研究中心創立於1954年，是規模最大的一個國際性的實驗組織。它的創建、方針、組織、選題、經費和研究計畫的執行，都很有特點。1983年在這裡發現W±和Z0粒子，次年該中心兩位物理學家魯比亞和范德梅爾獲諾貝爾物理獎。
歐洲核子研究中心是在聯合國教科文組織的宣導下，由歐洲11個國家從1951年開始籌畫，現已有13個成員國。經費由各成員國分攤，所長由理事會任命，任期5年。下設管理委員會、研究委員會和實驗委員會，組織精幹，管理完善。人員總數達6000人，多為招聘制。三十餘年來，先後建成質子同步迴旋加速器、質子同步加速器、交叉儲存環（ISR）、超質子同步加速器（SPS）、大型正負電子對撞機（LEP）、並擁有世界上最大的氫氣泡室（BEBL）。
歐洲核子研究中心作為國際性實驗機構，擁有雄厚的財力、物力和技術力量。由於工作涉及許多國家和組織，在建設和研究中難免會出現種種矛盾和摩擦，但經過協商和合作，工作進行順利，龐大計畫都能按時兌現，接連不斷取得舉世矚目的成就。
類型三
實驗室直接歸屬於工業企業部門，為工業技術的開發與研究服務。其中最著名的有貝爾實驗室和IBM研究實驗室。
貝爾實驗室
貝爾實驗室原名貝爾電話實驗室，成立於1925年，是一所最有影響的由工業企業經營的研究實驗室。主要宗旨是進行通訊科學的研究，有研究人員20000人，下屬6個研究部，共14個分部，56個實驗室，每年經費達22億美元，其中10%用於基礎研究。除了無線電電子學以外，在固體物理學（其中包括磁學、半導體、表面物理學）、天體物理學、量子物理學和核子物理學等方面都有很高水準。在這個研究機構中擁有一大批高水準的科研人員，幾十年來獲得諾貝爾物理獎的先後有：發明電子衍射的大衛森，發明電晶體的肖克利、巴丁和布拉坦，發明雷射器的湯斯和肖洛，理論物理學家安德遜，射電天文學家彭齊亞斯和威爾遜。
貝爾實驗室的經驗很值得借鑒。工業企業對科學研究，特別是對基礎研究的重視;開發和研究二位一體；領導有遠見有魄力，善於抓住有生命力的新課題，這些都是有益的經驗。
IBM研究實驗室
IBM是International Bisiness Machines Corporation（美國國際商用機器公司）的簡稱，現已發展成為跨國公司，在電腦生產與革新中居世界領先地位。它創建于1911年，原名Computing Tabulating Recording Co.（C.T.R.），是由三家生產統計機械、時間記錄器的公司組成。這些公司分別創建於1889、1890、1891年。1984年底，IBM公司的雇員超過39000人，業務遍及130個國家。IBM研究實驗室也叫IBM研究部，共有研究人員3500人，（還吸收許多博士後和訪問學者參加工作），專 門從事基礎科學研究，並探索與產品有關的技術，其特點是將這兩者結合在一起。科學家在這裡工作，一方面推進基礎科學，一方面提出對實際應用有益的科學新思想。其研究部下屬四個研究中心：
（1）在美國紐約的Thomas J.Watson研究中心。從事電腦科學、輸入/輸出技術、生產性研究數學、物理學、記憶和邏輯等方面的研究。其中物理學包括：凝聚態物理、超微結構、材料科學、顯微技術、表面物理、鐳射物理以至天文學和基本粒子。
（2）在美國加州的Almaden研究中心。除了電腦科學以外，還進行高溫超導、等離子體、掃描隧道顯微鏡和同步輻射等研究。
（3）瑞士Zurich研究中心。重點是鐳射科學與技術，特別是半導體雷射器、光學儲存、光電材料、分子束外延、高溫超導、超顯微技術等方面，還進行資訊處理等電腦科學研究。
（4）日本東京研究中心。內分電腦科學研究所、新技術研究所和東京科學中心，主要是結合電腦的生產和革新進行研究。
進入80年代，IBM研究中心成績斐然，兩屆諾貝爾物理獎都被它的成員奪得：一是因發明掃描隧道顯微鏡，賓尼格（G.K.Ginnig）與羅勒爾（H.Rohrer）共獲1986年諾貝爾物理獎的一半，二是因發現金屬氧化物的高溫超導電性，柏諾茲（J.G.Bednorz）和繆勒（K.A.Müller）共獲1987年獎。
1969年最高達1800人。歐洲核子研究中心（簡稱CERN）
歐洲核子研究中心創立於1954年，是規模最大的一個國際性的實驗組織。它的創建、方針、組織、選題、經費和研究計畫的執行，都很有特點。1983年在這裡發現W±和Z0粒子，次年該中心兩位物理學家魯比亞和范德梅爾獲諾貝爾物理獎。
歐洲核子研究中心是在聯合國教科文組織的宣導下，由歐洲11個國家從1951年開始籌畫，現已有13個成員國。經費由各成員國分攤，所長由理事會任命，任期5年。下設管理委員會、研究委員會和實驗委員會，組織精幹，管理完善。人員總數達6000人，多為招聘制。三十餘年來，先後建成質子同步迴旋加速器、質子同步加速器、交叉儲存環（ISR）、超質子同步加速器（SPS）、大型正負電子對撞機（LEP）、並擁有世界上最大的氫氣泡室（BEBL）。
歐洲核子研究中心作為國際性實驗機構，擁有雄厚的財力、物力和技術力量。由於工作涉及許多國家和組織，在建設和研究中難免會出現種種矛盾和摩擦，但經過協商和合作，工作進行順利，龐大計畫都能按時兌現，接連不斷取得舉世矚目的成就。
類型三
實驗室直接歸屬於工業企業部門，為工業技術的開發與研究服務。其中最著名的有貝爾實驗室和IBM研究實驗室。
貝爾實驗室
貝爾實驗室原名貝爾電話實驗室，成立於1925年，是一所最有影響的由工業企業經營的研究實驗室。主要宗旨是進行通訊科學的研究，有研究人員20000人，下屬6個研究部，共14個分部，56個實驗室，每年經費達22億美元，其中10%用於基礎研究。除了無線電電子學以外，在固體物理學（其中包括磁學、半導體、表面物理學）、天體物理學、量子物理學和核子物理學等方面都有很高水準。在這個研究機構中擁有一大批高水準的科研人員，幾十年來獲得諾貝爾物理獎的先後有：發明電子衍射的大衛森，發明電晶體的肖克利、巴丁和布拉坦，發明雷射器的湯斯和肖洛，理論物理學家安德遜，射電天文學家彭齊亞斯和威爾遜。
貝爾實驗室的經驗很值得借鑒。工業企業對科學研究，特別是對基礎研究的重視;開發和研究二位一體；領導有遠見有魄力，善於抓住有生命力的新課題，這些都是有益的經驗。
IBM研究實驗室
IBM是International Bisiness Machines Corporation（美國國際商用機器公司）的簡稱，現已發展成為跨國公司，在電腦生產與革新中居世界領先地位。它創建于1911年，原名Computing Tabulating Recording Co.（C.T.R.），是由三家生產統計機械、時間記錄器的公司組成。這些公司分別創建於1889、1890、1891年。1984年底，IBM公司的雇員超過39000人，業務遍及130個國家。IBM研究實驗室也叫IBM研究部，共有研究人員3500人，（還吸收許多博士後和訪問學者參加工作），專 門從事基礎科學研究，並探索與產品有關的技術，其特點是將這兩者結合在一起。科學家在這裡工作，一方面推進基礎科學，一方面提出對實際應用有益的科學新思想。其研究部下屬四個研究中心：
（1）在美國紐約的Thomas J.Watson研究中心。從事電腦科學、輸入/輸出技術、生產性研究數學、物理學、記憶和邏輯等方面的研究。其中物理學包括：凝聚態物理、超微結構、材料科學、顯微技術、表面物理、鐳射物理以至天文學和基本粒子。
（2）在美國加州的Almaden研究中心。除了電腦科學以外，還進行高溫超導、等離子體、掃描隧道顯微鏡和同步輻射等研究。
（3）瑞士Zurich研究中心。重點是鐳射科學與技術，特別是半導體雷射器、光學儲存、光電材料、分子束外延、高溫超導、超顯微技術等方面，還進行資訊處理等電腦科學研究。
（4）日本東京研究中心。內分電腦科學研究所、新技術研究所和東京科學中心，主要是結合電腦的生產和革新進行研究。
進入80年代，IBM研究中心成績斐然，兩屆諾貝爾物理獎都被它的成員奪得：一是因發明掃描隧道顯微鏡，賓尼格（G.K.Ginnig）與羅勒爾（H.Rohrer）共獲1986年諾貝爾物理獎的一半，二是因發現金屬氧化物的高溫超導電性，柏諾茲（J.G.Bednorz）和繆勒（K.A.Müller）共獲1987年獎。