1)生物心理學實驗室
A.生理心理學教學實驗室
生物心理實驗室是高校唯壹的靈長類實驗室，重點研究靈長類和嚙齒類動物。目前正在開展的研究工作包括動物行為、動物認知和心理行為發生發展機制的比較研究，精神分裂癥動物模型的建立及其機制研究。承擔的科研項目主要有國家自然科學基金和973子項目。北京大學心理系自1981起開設“生理心理學實驗課”。根據學科發展的需要，對實驗課的教學內容和實驗教材進行了多次創新，開發了動物行為訓練操作系統等適合教學的實驗設備，為學生從事這項工作打下了堅實的基礎。目前，該課程已成為心理學系的特色課程之壹。
B.電生理學實驗室
該實驗室的研究領域是聽覺認知的心理物理學和神經科學、語音處理的聽覺機制、語音的信息掩蔽和能量掩蔽的理論模型、神經機制、情緒學習的神經生物學和精神分裂癥的動物模型。這個實驗室的負責人是李良教授。
2)認知心理學實驗室
A.實驗心理學教學實驗室
該實驗室是由著名心理學家陳樹勇教授和楊伯敏教授於1978北京大學心理系恢復重建時建立的。他們在國內率先開設了實驗心理學課程。目前，該實驗室主要用於本科生實驗心理學課程的教學。“實驗心理學”課程於2004年被評為國家精品課程。本實驗室研制的“PES心理實驗系統”通過了國家教委1994號鑒定(鑒定號:94教學儀器評估編號16)，是目前國內心理學領域唯壹的計算機輔助教學系統。實驗心理學是目前心理學系本科生的主要基礎課，成績最多，實驗次數最多，學生寫的實驗報告也最多。擁有壹支精幹的教學隊伍，豐富的教學方法和完善的教材建設。實驗室的負責人是耿海燕副教授。
B.ERP & ampTMS實驗室
在北京大學“建設世界壹流大學”學科建設項目的支持下，認知腦成像實驗室於2001 11建成並投入使用。目前主要的實驗設備有事件相關電位(ERP)系統和經顱磁刺激系統(TMS)。該實驗室用於支持認知神經科學的科研和教學，負責人是韓教授。
C.心理學和行為實驗室
在北京大學“大學本科基礎學科人才培養基地”建設項目的支持下，心理與行為實驗室於2007年6月建成並投入使用。實驗室用於支持本科教學和科研，負責人是吳教授。
D.認知心理學實驗室
這個實驗室有三個研究方向:語言處理、註意和執行控制、社會神經科學，試圖用各種研究方法從行為和神經機制兩個層面解釋人類認知和社會活動的本質。這個實驗室的負責人是周曉琳教授。
E.視覺研究實驗室
視覺感知實驗室得到了北京大學“985”項目的資助。主要實驗設備包括劍橋研究系統、SMI 500Hz高速雙目眼動儀、立體鏡，以及附帶的頭托和額托。實驗室的負責人是方方教授。
3)應用心理學實驗室
多媒體行為實驗室
實驗室是在學校社科系的支持下，經學校相關機構批準成立的，由211計劃資助。2001建成投入使用，專用於應用心理學與行為研究教研室。從事社會心理學、產業與組織管理心理學、領導心理學、消費與廣告心理學、經濟心理學等綜合研究。實驗室的負責人是史博士。
4)發展與教育心理學實驗室
兒童發展心理學實驗室
該實驗室是由著名心理學家孫國華先生於1995年9月創建的。著名心理學家吳教授、許教授曾在此工作，並承擔完成了國家教委“八五”和“九五”重點課題的研究工作。實驗室的研究方向是:兒童語言與閱讀發展、社會性發展和數學認知能力發展。實驗室的負責人是王力副教授。
5)神經經濟學實驗室
周曉琳教授領導的神經經濟學實驗室致力於決策、社會決策和社會認知的神經基礎的研究。神經經濟學主要研究人腦如何比較經濟和社會，如何計算收益和價值，如何評價決策的結果，如何處理社會信息，如何決定是背叛還是合作。我們運用神經科學的技術方法，從認知、情感、行為、神經系統等方面研究有趣的社會現象和復雜的社會問題，包括社會認知的假設驗證和對古老問題的重新解釋。