نظراً لما توليه التحلية من اهتمام بالغ بجودة المياه المنتجة، كان ولابد أن تكون مختبراتها على قدر عال من التخصصية والاحترافية. لذلك طورت التحلية القدرات البشرية والتجهيزات والتقنيات وطرق التحليل والأنظمة الإدارية لمختبراتها المعتمدة محلياً وعالمياً، وتنتشر مختبرات ومعامل التحلية حول المملكة لتغطي 16 موقعاً ممتدة على الساحلين الشرقي والغربي.