La Medicina di Laboratorio è articolata in diversi settori, elencati in basso. Per ogni settore si individuano diverse linee analitiche, caratterizzate da una vasta gamma di esami che, con una sempre maggiore sensibilità e specificità, supporta l'erogazione dei servizi essenziali per la diagnosi e la cura. L'evoluzione nel numero e nella tipologia degli esami di laboratorio riflette la trasformazione della medicina da pratica fondamentalmente ed esclusivamente basata sull'anamnesi e l'esame obiettivo a scienza che fa ricorso sempre maggiore alla tecnologia (esami di laboratorio, tecniche d'immagine, ecc.) per la diagnosi ed il trattamento dei pazienti. La previsione per i prossimi anni è di un aumento esponenziale degli esami molecolari e di un sempre maggior utilizzo dell'informazione di laboratorio per supportare l'evoluzione verso una "medicina personalizzata", che permetta l'individuazione di fattori di rischio, di suscettibilità alle malattie, diagnosi precoci e trattamenti "individualizzati" sulla base di conoscenze biochimiche, molecolari e di farmacogenomica .