Geotechninė laboratorija yra mokslinė įstaiga, skirta žemės elementų, ypač dirvožemio ir uolienų, bandymams ir tyrimams. Tokio tipo laboratorija dažniausiai siejama su civilinės inžinerijos operacijomis. Miestų planavimas, kelių tiesimas ir erozijos kontrolė dažniausiai priklauso nuo natūralių junginių analizės, kuri dažnai gali įvykti tik geotechninėje laboratorijoje. Vyriausybinės agentūros ir kariuomenės dažnai remia šias laboratorijas, įdarbindamos jas vietoje arba sudarant sutartis dėl jų paslaugų su išorės privačiomis pramonės šakomis. Kai kuriuose universitetuose taip pat yra laboratorijų, dažniausiai kartu su geotechninio mokymo programomis.
Paprastai bet kurioje geotechninėje laboratorijoje yra dvi pagrindinės dalys: priėmimo ir saugojimo bei bandymų zona. Laboratoriniai tyrimai gali būti tokie pat paprasti, kaip mokslininkas atlieka pagrindinę sudėtinę analizę, arba tokie sudėtingi kaip medžiagos skaidymas, įrišimas ar poilsis. Laboratorijos bandomoji dalis paprastai atrodo kaip bet kuri mokslo laboratorija. Tokios mašinos kaip purkštuvai ir išcentriniai suktukai dažnai iškloti sienas, o suolai su stiklinėmis, degikliais ir mėginių izoliavimo padėklais užima centrinę erdvę.
Kai kurios laboratorijos yra daugiafunkcinės, o tai reiškia, kad jose galima atlikti įvairius mėginius ir atlikti bandymo užduotis. Kiti yra daug niuansesni, dažnai orientuoti tik į vieną konkretų tyrimų tipą. Geotechninės laboratorijos asortimentą dažniausiai lemia jos aplinka, taip pat joje dirbančių mokslininkų kompetencija.
Daugelis vyriausybių turi geotechninių paslaugų padalinius, kurie padeda miestų planuotojams patarti, ar galima plėtoti ar statyti tam tikrose srityse. Šias užduotis atliekantys mokslininkai dažnai yra labai specializuoti. Paprastai jie atlieka dirvožemio tyrimus ir mėginių ėmimą iš siūlomų vietų, bet taip pat analizuoja naujų priedų, pvz., dangos ar betoninių pastatų pamatų, ilgaamžiškumą ir gyvenimo trukmę.
Laboratorijos technikai taip pat gali dirbti kurdami naujus, tvirtesnius kompozitus. Suprojektuoti dangą, atsparią skilinėjimui užšalus, gali būti vieno geotechnikos mokslininko užduotis, o rasti sprendimus dėl betoninių pamatų, skęstančių perpildytame grunte, gali būti kito. Šių ir kitų projektų tyrimai ir bandymai vyksta geotechninėje laboratorijoje.
Karinės geotechnikos laboratorijos dažnai atlieka panašius tyrinėjimo tikslus. Aukšto lygio ginkluotųjų tarnybų ekspertai paprastai naudoja geotechninės laboratorijos erdvę, kad suprastų atšiaurias vietoves. Darbuotojai, dirbantys šioje srityje, atsiųs mėginius atgal į laboratoriją, kur mokslininkai juos išbandys, suskaidys ir analizuos pagrindinius jų komponentus.
Daugybė geotechnikos įmonių taip pat teikia laboratorijas, skirtas pramoniniam naudojimui, ypač gręžimo ir kasybos sektoriuje. Naftos gręžimo, vandens gręžimo ar didelio masto kasimo darbus atliekančios įmonės paprastai pasikliauja vidinėmis geotechninėmis laboratorijomis, kad galėtų greitai ištirti, identifikuoti ir saugoti mėginius. Šios srities inžinieriai savo darbą dažnai pradeda gręždami nedidelę šerdį iš siūlomos vietos. Kai tik mokslininkai, grįžę į laboratoriją, įvertins mėginio sudėtį, inžinieriai geriau supras, ar jie nori investuoti į faktinį tyrinėjimą ir gręžimą, ar geresnių rezultatų būtų galima rasti kitur. Praeitų pavyzdžių bibliotekos tvarkymas taip pat padeda inžinieriams žinoti, ko tikėtis panašioje vietovėje.