检验医学科（Laboratory Medicine Department）是对取自人体的血液、尿液等材料进行实验检测的部门，俗称“化验室（Laboratory）”。由于检测技术的不断进步，新的分析技术和检测项目不断涌现，实验室检查已成为疾病预防、诊断和治疗的重要手段。
　　清华大学第一附属医院检验科承担着全院门急诊和住院病人、健康体检、科研等标本的检测工作，平均每日接收标本量超过2000份，报告结果数可多达25000个。科室现拥有总价值1200余万元的各类先进检测设备，其中绝大部分为国际知名厂家（如Roche、Beckman-Coulter、Sysmex、Bio-Rad、bioMerieux）的经典机型，同时采用原厂配套检测试剂、标准品及质控品，形成高品质的检测体系。
　　科室参照ISO15189医学实验室质量和能力的要求建立了完善的质量管理体系，使检测全过程的质量得到有效管理，在此基础上不断提高服务水平。科内全部标本和数据处理的全程实现了计算机网络化管理，并通过标本管上的条形码标签作为唯一标识，实现了仪器与计算机的双向通讯，检测项目信息和实验结果在仪器和计算机间相互发送，避免了手工输入实验项目和转抄数据可能造成的错误。与此同时，实验室网络与医院计算机网络实现了联通，实现了无纸化的电子申请单，病人信息、检验医嘱、实验结果等均可通过计算机进行查询。为了方便病人能快速地得到检验报告，科内各专业组尽可能合并，去除不必要的中间环节，采血管数大大减少，报告时间也明显缩短。病人采血或送检标本后会得到有条形码的取单凭条，依据凭条上的说明可在自助打印机上取报告，避免了长时间查找、丢失、污染等现象的发生。自助报告系统为24小时不间断服务，可在任意方便的时间自取。
　　检验科从1996年起一直承担检验专业本科生及专科生的实习教学工作，为本专业培养了大量的技术人员。科室还是北京市住院医师规范化培训的检验技师培训基地，可承担检验技师的规范化培训任务。