國家實驗室級別高，目前已有四家：同步輻射國家實驗室（合肥），負電子對撞機國家實驗室（高能物理研究所，北京），重離子加速器國家實驗室（近代物理研究所，蘭州），材料科學國家實驗室（金屬研究所，沈陽）。這些實驗室都是由國家直接投資數億建立，例如武漢光電國家實驗室的投資額為4.8億。目前國家實驗室共有九家，包括北京負電子對撞基國家實驗室、華科光電國家實驗室、武漢光電國家實驗室、清華信息科學與技術國家實驗室、北京化工國家實驗室。這些國家實驗室代表國家高水平，按照國際一流標準建立，規模非基本包括本科領域所研究方向，且研究人員配備要求面向國內外招聘優秀研究員，直接參與國際競爭，往往成為科交叉創新平臺。國家重點實驗室由國家評審，每家拿多少經費，研究方向比較窄，因此與國家實驗室的概念完全不同，重量級五家重點實驗室比國家實驗室要小。例如，北京凝聚態物理國家實驗室隸屬于中國科學院物理研究所，合肥微尺度物質科學國家實驗室隸屬于中國科學技術，武漢光電國家實驗室涉及華科等單位，清華信息科學與技術國家實驗室隸屬于清華大學，北京化工國家實驗室隸屬于北京、中國科學院化學研究所。這些國家實驗室與國家重點實驗室在投資規模、研究方向、研究水平等方面存在顯著差異。國家實驗室更注重基礎研究和國際競爭，而國家重點實驗室則更專注于某一特定領域的深入研究。國家實驗室在科研經費、人員配備、設備條件等方面具有明顯優勢，其研究成果往往具有重要的科學意義和應用價值。國家重點實驗室則更注重某一領域的深入研究，研究成果更具有專業性和針對性。總的來說，國家實驗室與國家重點實驗室在科研目標、研究方向、研究方法等方面存在顯著差異，兩者共同構成了我國科研體系的重要組成部分。