Astrofysiikan laboratorio koostuu tähtitieteellisistä teleskoopeista, avaruusinstrumenttien laboratoriosta ja sirontatutkimuslaboratoriosta. Kaukoputket sijaitsevat Kumpulan kampuksella, Tähtitorninmäen observatoriossa Etelä-Helsingissä ja Metsähovin observatoriossa Kirkkonummella, ja ne ovat pääasiassa opetuskäytössä. Avaruuslaitelaboratoriossa tehdään tieteellistä ja teknologista tutkimusta avaruuslaitteistohankkeisiin liittyvän instrumenttielektroniikan ja antureiden rakentamisen, testauksen ja karakterisoinnin parissa.
Elektroniikan tutkimuslaboratorio (ETLA) on erikoistunut äänen ja valon fysiikan tutkimukseen. Pääpaino on tutkimus- ja kehitystoiminnan sekä teollisuuden tarpeisiin soveltuvien menetelmien kehittämisessä. Laboratorion työ keskittyy useisiin soveltavan fysiikan aloihin, joista tärkeimmät ovat ultraäänitutkimus, fotoakustiikka ja optinen interferometrinen kuvantaminen.
Kiihdytinlaboratorio (Helsinki Accelerator Laboratory) on erikoistunut kokeelliseen ja laskennalliseen materiaalifysiikkaan. Laboratorion tutkimus keskittyy nanoteknologian, mikro- ja optoelektroniikan, spintroniikan, fuusioteknologian ja hiukkasilmaisimien kannalta tärkeisiin materiaaleihin. Niiden ominaisuuksia tutkitaan erilaisilla ionisuihkuihin perustuvilla tekniikoilla, positroniannihilaatiospektroskopialla sekä teoreettis-laskennallisin keinoin.
Ilmaisinlaboratorio on Fysiikan tutkimuslaitoksen (HIP) ja Helsingin yliopiston fysiikan osaston yhteiskäyttölaboratorio. Laboratorio tarjoaa monipuolisia tiloja, laitteita ja osaamista tutkimushankkeille, joissa kehitetään säteilynilmaisimia kansainvälisiin hiukkas- ja ydinfysiikan koeasemiin.
X-ray laboratory (Röntgenlaboratorio) on erikoistunut materiaalien tutkimukseen röntgensäteiden avulla. Laboratoriolla on vahvat perinteet röntgenspektroskopian ja materiaalitieteen alalla. Sen laaja skaala tutkimusmenetelmiä käsittää röntgenkuvauksen, röntgenspektroskopian, sironnan, näiden yhdistelmät sekä laskennalliset mallinnukset.
Kosmologian datakeskus (CDC-FI) tarjoaa kosmologisen teorian ja data-analyysin asiantuntemusta kosmologisen tutkimuksen tarpeisiin. CDC-FI-konsortioon kuuluvat Helsingin yliopisto, Turun yliopisto, Oulun yliopisto, Aalto-yliopisto ja CSC - IT Center for Science.