無論是新建、改建或者擴建實驗室建筑，都是一個非常復雜的過程，需要建筑師、項目工程師與使用方共同完成，分為三個階段:概念設計、大綱設計、細節設計。
一、概念設計
在概念設計階段，設計者應當決定工程的總體目標和方向，通常涉及以下一些問題:
（1）潔凈實驗室建筑的總體目標。
（2）建筑外觀要體現的風格與文化。
（3）建筑物的結構與面積。
（4）辦公區與實驗區的位置。
（5）建筑涉及的系統工程。
（6）估算工程的預算。
二、大綱設計
在大綱設計階段，設計者與使用者就以下問題進行溝通并達成共識:
（1）潔凈實驗室工作人員數量。
（2）潔凈實驗室的工作流程。
（3）潔凈實驗室的功能與數量。
（4）潔凈實驗室模塊的尺寸。
（5）潔凈實驗室的空間標準。
（6）潔凈實驗室的環境要求。
（7）樓層的平面布局。
（8）與實驗室模塊相協調的建筑布局。
三、細節設計
在細節設計階段，以下細節將全部被決定:
（1）實驗室建筑的所有規劃細節。
（2）實驗室家具與配件。
（3）實驗室儀器設備。
（4）潔凈實驗室系統工程。
（5）全套設計施工圖紙。
（6）造價報告書更新。