מערך המעבדות של בתי החולים בילינסון והשרון הוא גוף תומך החלטה וטיפול מרכזי לרופאי המרכז הרפואי. בעזרת ציוד חדשני, מגוון בדיקות מהמתקדמים בעולם ושירות שניתן 24/7, ניתנת למטופל היכולת לקבל אבחון וטיפול מדויקים ומקצועיים. המערך, שכולל 16 מעבדות שונות, מקיים בכל שנה יותר מ-6 מיליון בדיקות ומשרת בנוסף גם בתי חולים רבים ברחבי הארץ וכן את הקהילה. לצורך כך פועלים בבתי החולים בילינסון והשרון טובי המומחים המעבדתיים, אשר בנוסף לשירות המקצועי מקיימים גם מחקר מתקדם, שמטרתו להשאיר את מרכז רפואי רבין בחזית הטכנולוגיה המעבדתית.
במסגרת המערך מבוצעות מספר בדיקות ומעבדות יחידות מסוגן בישראל, כמו שירותי בדיקת אבהות, סיווג רקמות שהינן בדיקות חיוניות להשתלת איברים ועוד. בנוסף מהווה מערך המעבדות מרכז ארצי לאבחון מחלות כמו פורפיריה, כלמידיה ומחלות נוספות.
