حيث يتم تحليل عينات المشتقات البترولية على مدار الساعة للتأكد من مطابقتها لأعلى المعايير والمواصفات العالمية. ويتلقى المختبر حوالي 45000 عينة سنوياً من مختلف الوحدات الإنتاجية بالمصفاة، والتي يتم إخضاعها لتحليل دقيق ومن ثم إرسال النتائج إلى إدارتي التشغيل والفنية اللتان تقومان بإصدار شهادات تصريح الشحن التي تؤكد مطابقة المنتجات للمعايير والمواصفات المحددة سلفاً. إلى جانب ذلك، يعمل المختبر على مراقبة عمليات المعالجة الكيميائية للغلايات ووحدات التبريد ومخلفات الزيت، كما يقوم المختبر بإجراء دراسات عن التآكل متعلقة بمعدات المصفاة وإجراء التحاليل الخاصة المتعلقة ببعض الدراسات وأعمال التفتيش والفحص. كذلك يقوم المختبر بإصدار شهادات الجودة لكافة منتجات المصفاة.
يعمل في المختبر نخبة من الكيميائيين والفنيين ذوي الكفاءة العالية معظمهم من السعوديين. ويتم إبتعاث الكيميائيين والفنيين على فترات منتظمة إلى الخارج للمشاركة في برامج تدريب متطورة بغية المحافظة على أداء وتشغيل المختبر وفقاً لأعلى المعايير.
ولعب المختبر دوراً محورياً في حصول الشركة على شهادة الآيزو-9002 والمحافظة عليها وذلك بفضل أنظمة ضبط الجودة وإجراءات العمل الصارمة التي يتبعها قسم المختبر.