上海体育学院成立于1952年，建校初期建有运动解剖学和运动生理学实验室，为建立实验室最早的新中国体育院校。经过多年的建设，实验室规模有所扩大，相继建立了运动生物化学和运动损伤与急救实验室等，这些实验室的主要功用是实验教学。2000年，上海体育学院对实验室资源进行了整合，将原来分设在教研室的实验室进行人力和物力重组，组建了上海体育学院“运动人体科学实验中心”，下设“运动技能研究中心”，“应用心理研究中心”，“运动分子生物学研究中心”和“体质研究中心”。
近年来，通过中央与地方财政共建实验室等模式，实验室规模迅速扩大，新增了大量具世界先进水平的实验设备，实验室面积达到3000余平方米。为了进一步更好地服务于学校的教学、科研、训练，2015年，成立了教学研究实验中心，下辖运动技能研究中心、运动心理研究中心、运动分子生物学研究中心、运动健身科学馆（上海市民体质研究中心）、运动解剖实验室、运动康复实验室、动物实验中心、体育工程实验室和运动环境实验室