מעבדות מרכז רפואי העמק מונות סגל מקצועי של רופאים ועובדי מעבדה בעלי תואר ראשון, שני ושלישי.
המעבדות כוללות:
מערך המעבדות נותן שירות למאושפזים ולמבקרים במרפאות החוץ של מרכז רפואי העמק ולמבוטחי שירותי בריאות כללית במחוז הצפון. קרוב ל- 80% מהבדיקות המבוצעות במעבדות מתקבלות מלמעלה מ- 250 מרפאות ממחוז הצפון באמצעות מערך שינוע מורכב ונקלטות דרך מערכת 'אתר מרוחק', אשר מאפשרת שליחה של דגימות על גבי מבחנות מבורקדות מראש, ללא צורך בטופס מלווה. תשובות המעבדה מועברות לצרכנים בבית החולים ובמחוז באמצעות מערך ממוחשב. לצורך ביצוע הבדיקות מצוידות המעבדות בציוד חדיש, אוטומציה ובמערך מחשוב מהמתקדמים בעולם.
המעבדות מבצעות כ- 16,000,000 בדיקות בשנה במגוון רחב הכולל כמה מאות סוגי בדיקות. שירות המעבדות הגיעו לרמת מצוינות גבוהה ביותר כפי שמתבטא בדוחות של בקרת איכות ע"י גורם חיצוני.
בנוסף לביצוע בדיקות שרות, משתתפות המעבדות בהדרכה ומחקר.
אגף המעבדות ממוקם במספר אתרים במרכז רפואי העמק. אתר המעבדות העיקרי נמצא בקומת הראשונה של הבניין לקידום בריאות ומחקר, המתחבר לקומת הקרקע של בנין מספר 3 בקצה הצפוני מזרחי. באתר זה מרוכזות המעבדות לכימיה, המטולוגיה, מיקרוביולוגיה, אנדוקרינולוגיה, ביולוגיה מולקולרית ואימונולוגיה וכן משרד המעבדות. המעבדה לגנטיקה ממוקמת בקומת המרתף של בניין מס' 3, מעבדת בנק הדם ממוקמת בקומת הקרקע של בניין מרפאות החוץ, והמעבדה לאבחון רקמתי וחקר הסרטן (פטולוגיה) בקומת הקרקע של בניין לקידום בריאות ומחקר.