Atualmente a CETESB possui uma infra-estrutura sólida de laboratórios localizados na sede (2500m2) e no interior do Estado nas cidades de Campinas, Cubatão, Limeira, Marília, Ribeirão Preto, Taubaté e Sorocaba (aproximadamente 1800 m2), equipados com instrumentos analíticos de última geração, para atender não só à demanda analítica do Sistema de Meio Ambiente, mas também contratos de serviços de análises ambientais. Para operacionalização desses laboratórios conta com uma equipe de cerca de 200 funcionários (pós-graduandos, químicos, biólogos, farmacêuticos- bioquímicos, biomédicos, administradores, técnicos de laboratório e operacionais).
Realizam mais de 250 mil análises por ano para o controle da poluição e o monitoramento da qualidade ambiental, visando proteger o meio ambiente e a saúde humana. Pertencem à Rede Brasileira de Laboratórios de Ensaio (RBLE) e à Red de Laboratorios de Ambiente y Salud de América Latina y El Caribe (RELAC), possuindo sistema de qualidade laboratorial com acreditação junto ao INMETRO pela NBR ISO/IEC 17.025 para mais de 400 ensaios.
Paralelamente à realização de análises laboratoriais físicas, químicas, hidrobiológicas, microbiológicas, parasitológicas, ecotoxicológicas e toxicológicas e serviços de amostragem, fornecem consultorias e treinamentos em métodos analíticos e suporte técnico a outros órgãos governamentais, Ministério Público e iniciativa privada. Oferece ainda serviços de calibração e provê ensaios de proficiência inter-laboratoriais.
Com recursos humanos altamente capacitados os laboratórios da CETESB são referência para as Agências Ambientais de outros estados e países da América Latina. Trabalham no desenvolvimento e implantação de metodologias analíticas de ponta na área ambiental com parcerias significativas com as Universidades e Institutos de Pesquisa.