美国太平洋西北国家实验室（Pacific Northwest National Laboratory)，PNNL）始建于1965年，位于美国华盛顿州东南部哥伦比亚河和亚基马河交界的沙漠地带，是美国从事核武器的机密单位之一。

PNNL是美国能源部所属的综合性多学科实验室，致力于推进对复杂化学、物理、生物体系的基本认识，为国家安全、能源、环境等方面的关键性挑战提供科学的解决办法。美国总共有九个国家实验室，太平洋西北国家实验室拥有三千五百名员工，主要研究环境科学。这个实验室仅约百分之十三属于机密性的工作。PNNL最初的任务是从事原子弹核材料生产的研究，20世纪80年代末开始从事基础研究。

PNNL主要服务于汉福德基地的应用研究，而汉德福基地正是第二次世界大战“曼哈顿工程”中生产出第一颗原子弹的核材料的地方，但是核材料的生产也污染了环境。20世纪80年代末冷战结束，美国联邦政府每年投入20亿美元用于环境治理，并于1986年耗资2.5亿美元在PNNL创建了环境分子科学实验室，希望从基础研究入手解决环境治理问题。