يشغل مستشفى كاريتاس للأطفال أحد المختبرات الطبية الأكثر تطوراً في فلسطين، حيث تعتمد القرارات الطبية على نتائج الفحوصات المخبرية بشكل كبير. ويوفر المختبر مجموعة واسعة من الفحوصات التشخيصية للأمراض المعدية لمرضى المستشفى بالإضافة إلى المؤسسات والمستشفيات الخارجية.
تشمل فحوصات المختبر فحص كشف فيروسات الجهاز التنفسي الشائعة مثل الـفيروس المخلوي التنفسي وفيروس الميتانيمو البشري وفيروسات نظير الإنفلونزا البشرية والفيروسات الغدانية وفيروسات الإنفلونزا. كما يتمكن المختبر من إجراء تشخيص جزيئي للأمراض المعدية مثل الفيروسات المعوية "ومنها الروتا" وفيروس الهربس البسيط وفيروس إبشتاين-بار والفيروس المضخم للخلايا والفيروس الصغير ب-19 وحمى كيو (الحمى المشبوهة السبب) ومرض الركتسيا وفيروس البي كيه (أحد أعضاء عائلة الفيروسات التورامية).
تعتبر الأمراض المعدية إحدى الأسباب الرئيسية التي تؤدي إلى المرض والوفاة بين حديثي الولادة والأطفال. يعمل المختبر على إجراء تفاعل البوليميراز المتسلسل الآني الذي يجيز التشخيص المبكر والدقيق، كما أنه يتيح المجال لتجهيز علاج فوري ومصمم خصيصاً لكل مريض.
يعتبر مختبر مستشفى كاريتاس للأطفال الرائد في مجال البحث العلمي، والنتائج الصادرة عن فريق الأبحاث تساهم في برامج الإدارة الرشيدة للمضادات الحيوية والتحصين على المستوى الوطني.