實驗室設計時應根據實驗功能模塊及放置設備的需要。而考慮空間的合理化分配來決定布局。同時應從發展眼光確定實驗室空間大小。有很多因素影響到實驗室空間的設計，如工作人員的數量、分析方法和儀器的大小。實驗室應是靈活的，讓工作人員感到舒適，又不產生浪費。
工作空間的大小應保證最大數量的工作人員在同一時間工作。應將有效的空間劃分為清潔區（辦公室、休息室、學習室），緩沖區（儲存區、供給區、過道），污染區（工作區、洗滌區、標本儲存區）。
實驗室設計基本原則：人流、物流、氣流要暢通；清潔區、緩沖區、污染區要分離。
在指定的實驗區域，應控制工作人員數量和運輸人員數量。在控制實驗室通路的同時，還應設置一些預備區，如接受樣品或標本，準許進入實驗室人員和參觀者的通道。通過工作人員、自動傳輸、風力系統或其他自動化系統運輸樣品或標本。還應充分考慮內部通信聯絡系統和警報器以便通知或報警（如災害、火警、樣本到達、或實驗室其部分尋求幫助等）。還應考慮實驗室空間的擴展需要，將實驗室設計為可向外擴展或者可以移動性，以滿足實驗室未來發展的空間有拓展的需要。運輸和電腦網絡系統分別用于實驗室內和實驗室與單位各科之間樣品或標本運輸和信息交流。國家的法律法規（有國家標準和行業標準等）在很大程度上影響到實驗室設計，在整個實驗室設計中應由建筑師提出有關法規的要求。
在制定空間分配計劃前，應對儀器設備、工作人員數量、工作量、實驗方法等因素作全面分析和對空間標準的要求進行評估，并計算區域的凈面積和毛面積。特殊功能的區域根據其功能和活動情況不同決定其分配空間的不同。

實驗室的布局情況應考慮以下幾點：由于每個實驗室的工作性質不同，無法建立一個統一的實驗室通用的設計方案。但應考慮原則性和靈活性。

1、樣品的轉運和人員流動：分配實驗室區域，首先應考慮工作流程、樣品的轉運和流轉、生物安全因素等。

2、靈活性：實驗室設計能否適應未來發展變化的需要是極其重要的。

3、安全性：實驗室的設計和大小應考慮安全性，滿足緊急清除和疏散出口的建筑規則，針對各實驗室情況配備安全設備。距危險化學試劑30米內，應設有緊急洗眼處和淋浴室。所有的實驗室和與污染物直接接觸的地方均應安裝洗手池，將洗手池設在出口處。洗手池應是獨立專用的，不能與污染物處理及實驗混用。

4、設立煙霧罩和安全設施：任何安全罩的放置均應盡量遠離出口處，以符合有害實驗遠離主通道的原則。

5、特殊實驗室設計與布局：特殊實驗室在這里主要指微生物和分子生物學實驗室，其設計總體上應按《微生物和生物醫學實驗室生物安全通用準則》的要求。基因擴增實驗室應有充分的空間和按標準要求進行設計與布局，以避免實驗室的污染。微生物學實驗室所接觸的有害微生物，通常將微生物實驗室劃分成清潔區、半污染區、污染區。在污染區應使用生物安全柜，以保護工作人員的健康。現代微生物學實驗室還必須具備有空氣調節和過濾的設備。