清華實驗室座落於南校區，興建經費初由物理、化學、化工、材料等4系校友即各捐5千萬，繼由更多校友慷慨捐款，再加上教育部邁頂計畫補助，清華實驗於2018年5月落成啟用。樓地板面積達4560坪，內部共有100間實驗室，並創下國內大學實驗室具有防震、防塵及抗微振動的三項第一紀錄。 清華鄰近新竹科學園區、工研院及國家同步輻射中心光子源，是臺灣高科技產業的核心。而清華實驗室及比鄰的創新育成大樓就像皇冠上的兩顆明珠，相互輝映，串聯起研發能量與新創產業。