美军作战实验室根据不同军种和职能，涵盖多个名称，具体如下：
陆军作战实验室聚焦于不同作战场景与任务需求，包括作战指挥实验室，负责优化指挥流程与决策效率；作战勤务支援实验室，专注于后勤保障与资源调配；纵深和同时攻击实验室，研究多方向协同进攻战术；徒步作战实验室，针对步兵作战特点开展研究；乘车作战实验室，围绕装甲车辆等机动平台作战展开探索；机动支援实验室，提升部队快速支援能力；空中机动作战实验室，研究空中机动部队的作战模式；空间及导弹防御作战实验室，致力于空间安全与导弹防御技术研发。
空军作战实验室种类丰富，信息战作战实验室聚焦信息对抗与网络攻防；空中远征部队实验室优化远征作战部署与行动；空间作战实验室探索太空领域作战策略；部队防护实验室（两个）分别从不同角度提升部队防护能力；指挥与控制作战实验室完善指挥控制系统；无人机作战实验室推动无人机作战应用与发展；空军远征部队/空中战争战斗实验室（2004年更名）持续改进远征作战效能；内利斯影子作战中心（2021年6月15日被认定为空军先进作战管理系统的战斗实验室）承担先进作战管理系统验证任务；敏捷作战使用（ACE）的战斗实验室（2022年2月成立）研究快速部署与灵活作战模式。
海军作战实验室以海上作战中心为核心，该中心下设于海军军事学院和海军空间与海战司令部等单位，具体实验任务由第2和第3舰队承担，主要围绕海上作战指挥、战术运用等方面展开研究。
海军陆战队作战实验室包括司令部作战实验室，负责司令部层面的作战规划与协调；“海龙”高级作战实验室，专注于高级作战概念与技术的探索。
直属国防部的作战实验室有联合作战中心，统筹各军种联合作战行动；联合C4ISR（后更名为联合C4KISR）机构，负责联合指挥、控制、通信、计算机、情报、监视与侦察系统的建设与发展。
