美国国家实验室指由能源部管理的17个实验室，其中16个实验室采取了“国有民营”（GOCO）管理模式，即产权归属政府、由承包商运营。这种模式主要涉及能源部、国家实验室和承包商三方，每一方背后又都涉及大量利益相关部门，因此它们的管理上比“国有国营”（GOGO）实验室更加复杂。政府采取了非常精细化的管理方式，建立许多配套机构和制度，以规范国家实验室和承包商的运行。
一、管理体制
能源部负责确定实验室的科技发展目标与任务，为实验室提供完成任务所需的经费及技术手段，对实验室进行监督与评估。承包商负责按合同要求管理和运营实验室，保证实验室安全、高效、高质量地完成目标任务，承包商首席执行官一般兼任国家实验室主任。国家实验室的性质是联邦资助研发中心，《联邦采办条例》对其定位是“满足一些无法被现有政府或企业资源有效满足的特定、长期研发需求”。
能源部成立了由部长直接领导、各实验室主任参与的国家实验室政策委员会，以解决实验室有关的高层战略问题；下设国家实验室运行委员会，以解决实验室日常管理问题；下设实验室政策与评估办公室，职责是制定实验室管理运营政策，组织实验室绩效评估；下设安全保卫及基础设施办公室，职责是实验室设施现代化更新，制定设施政策、计划、设施安保防卫，环境安全与健康；向每个实验室派驻现场管理办公室，职责包括监督实验室的运营、进行实验室环境安全评价、管理固定资产投资项目、监控实验室资产的使用。可以看出，这些实验室虽由私营部门运营，但在各方面都受到政府的严密监管，体现出较强的国营特色。
二、任务管理
能源部对实验室所开展不同领域的科研制定专项发展规划，明确了核武器、核能、环境管理以及基础科学实验室的核心能力，对各实验室的任务需求、目前的优势和劣势、未来发展战略方向、需要的资源配置等内容进行了详细梳理，构成国家实验室发展的路线图。
能源部任务管理主要分能源部长、能源部主管部门、国家实验室三个层级：一是能源部长。在每届总统任期内能源部长都会发布未来5-10年的战略，作为能源部履行其核心使命的蓝图，通过推动科技创新应对美国面临的能源、环境与核威慑挑战,从而确保美国的国家安全和繁荣。二是能源部主管部门。能源部科学办公室、国家核军工管理局等主管部门，负责科研项目规划、预算、审批以及项目控制等全流程项目管理，其70%以上的科研经费都拨给了国家实验室，成为这些实验室的主要经费来源。能源部还与国防部等其他政府部门合作，支持国家实验室承担其他经费渠道的任务。三是国家实验室。国家实验室项目管理人员，负责与能源部项目管理的对接以及实验室科研项目管理。
三、人事管理
能源部每个国家实验室平均3400人，其中2个单位超过万人，10个单位超过3000人，另外还有一定规模的流动人员。人员构成具有多样性，岗位设置采取固定人员与流动人员相结合的方式，实行灵活开放的人才流动机制。这些实验室实行理事会领导下的主任负责制，主任由能源部公开选聘，拥有较大自主权。理事会由工业界、大学、联邦实验室等相关领域著名科学家、管理专家组成。在员工待遇方面，能源部每年组织一次国家实验室人力主管会议，讨论绩效激励、差异化薪资、特别人员雇佣、总体薪酬策略等内容，审查实验室年度运营经费、年度薪资总额和员工人数。
四、设施管理
能源部下属的国家实验室拥有众多世界一流、功能强大的科研设施，提供其他机构所没有的实验能力。这些设施建设和运行成本巨大，由能源部通过专门的设施与基础设施投资计划拨款建造，所有权属政府。为提高设施利用率、促进科研，各国家实验室将一些科研设施定义为“用户设施”，对来自政府实验室、大学、企业和国际科学界的研究人员开放。这些科研设施在开放共享方面的主要做法包括：
五、绩效考核
能源部科学办公室对实验室进行年度考核，考核成绩与运营方的管理酬金挂钩。合同到期后，政府部门对实验室进行综合评估，决定运营合同的续签或变更。能源部实验室评估指标包括科研任务完成情况、科研设备的设计建造与运行情况、科研项目管理水平、商业体系情况、基础设施情况、安全与紧急情况处理水平等八项内容。
