El Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea (en inglés: Air Force Research Laboratory, AFRL) es un destacamento de investigación y desarrollo científico del Comando de Material de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos dedicado a liderar el descubrimiento, desarrollo e integración de tecnologías de combate aeroespacial basadas en energía directa, planificar y ejecutar el programa de ciencia y tecnología de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos y proporcionar capacidades de combate a las fuerzas aéreas, espaciales y cibernéticas de los Estados Unidos. Controla todo el presupuesto de investigación científica y tecnológica de la Fuerza Aérea, que fue de 2400 millones de dólares en 2006.

El Laboratorio se creó en la Base de la Fuerza Aérea Wright-Patterson, cerca de Dayton (Ohio) el 31 de octubre de 1997, mediante la consolidación de cuatro laboratorios de la Fuerza Aérea (Wright, Phillips, Rome y Armstrong) y la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea bajo un mando unificado. El Laboratorio está compuesto por ocho direcciones técnicas, un ala y la Oficina de Investigación Científica. Cada dirección técnica se centra en un área de investigación específica dentro de la misión del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea estadounidense (AFRL), especializándose en la realización de experimentos en colaboración con universidades y contratistas.

Desde su creación en 1997, el Laboratorio ha llevado a cabo numerosos experimentos y demostraciones técnicas en colaboración con la NASA, el Departamento de Energía, los Laboratorios Nacionales, DARPA y otras organizaciones de investigación del Departamento de Defensa estadounidense. Entre los proyectos más destacados se encuentran el X-37, el X-40, el X-53, el HTV-3X, el YAL-1A, el Láser Táctico Avanzado y el Programa de Satélites Tácticos.

En 2009, se informó que el Laboratorio podría enfrentar problemas en el futuro, ya que el 40 por ciento de sus trabajadores se jubilarían en las próximas dos décadas, y desde 1980, Estados Unidos no ha producido suficientes títulos en ciencia e ingeniería para satisfacer la demanda.

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