洛斯阿拉莫斯国家实验室（英语：Los Alamos National Laboratory，缩写：LANL；前称“Y计划”、洛斯阿拉莫斯实验室、洛斯阿拉莫斯科学实验室）是美国承担核子武器设计工作的两个国家实验室之一，另一个是劳伦斯利弗莫尔国家实验室（始于1952年）。洛斯阿拉莫斯国家实验室建立于1943年曼哈顿计划期间，最初负责原子弹的制造、由伯克利加州大学负责管理，首任主任是“原子弹之父”罗伯特·奥本海默。
该国家实验室位于新墨西哥州洛斯阿拉莫斯，隶属美国能源部，目前的管理和运行则归由加州大学等机构组成的国家安全公司（Triad National Security, LLC）负责。洛斯阿拉莫斯国家实验室是世界上最大的科学和技术研究机构之一，它在国家安全、太空探索、 可再生能源、医药、纳米技术和超级计算机等多个学科领域开展研究。
洛斯阿拉莫斯国家实验室是新墨西哥州北部最大的研究机构和最大的雇主，拥有大约9,000名的直接雇员和774人左右的合同雇员。此外还有大约120名的美国能源部员工驻扎在实验室，负责监督那里的工作和运行情况。实验室约三分之一的技术人员是物理学家，四分之一是工程师，六分之一为化学家和材料科学家，其余的则在数学和计算科学、生物学、地球科学等其他学科的工作。外部的科学家和学生也会访问洛斯阿拉莫斯国家实验室参与科研项目。实验室联合大学和业界进行能源方面的基础和应用研究。洛斯阿拉莫斯国家实验室2016年的预算约为22亿美元。
