Unilaboratorio on erikoistunut lääketieteellinen yksikkö, jossa suoritetaan unitutkimuksia unihäiriöiden diagnosoimiseksi ja hoitamiseksi. Unilaboratoriot sijaitsevat yleensä sairaaloissa tai erikoistuneissa unikeskuksissa, ja ne on varustettu kehittyneellä tekniikalla unen tarkkaan seurantaan. Unilaboratoriossa suoritettava päätutkimus on polysomnografia (PSG), joka on kattavin unitutkimusmenetelmä. Tutkimuksen aikana potilaaseen kiinnitetään useita sensoreita, jotka mittaavat aivosähkökäyrää (EEG), silmien liikkeitä (EOG), lihasjännitystä (EMG), sydämen sykettä (EKG), hengitystä ja happisaturaatiota. Kaikki data tallennetaan ja analysoidaan unilääkärin toimesta. Tyypillinen unilaboratoriovierailu alkaa illalla, jolloin potilas saapuu laboratorioon ja valmistautuu yölliseen tutkimukseen. Uniteknikko kiinnittää sensorit ja varmistaa, että kaikki laitteet toimivat oikein. Potilas nukkuu yön laboratoriossa, ja hänen untaan seurataan koko yön ajan. Unilaboratoriotutkimusta käytetään monien unihäiriöiden diagnosointiin, mukaan lukien uniapnea, narkolepsia, levottomat jalat -oireyhtymä, REM-unen käyttäytymishäiriö ja muut parasomniat. Se on erityisen tärkeä uniapnean diagnosoinnissa, sillä se mahdollistaa hengityskatkosten tarkan laskemisen ja vaikeusasteen arvioinnin. Nykyään on saatavilla myös kotiunitutkimuksia, joissa yksinkertaisempi seurantalaite annetaan potilaan mukaan kotiin. Kotitutkimus mittaa yleensä hengitystä, happisaturaatiota ja sykettä. Vaikka kotitutkimus on kätevästi kotona, se ei ole yhtä kattava kuin laboratoriotutkimus eikä sovellu kaikkien unihäiriöiden diagnosointiin. Unilaboratorion tulosten perusteella unilääkäri laatii hoitosuunnitelman, joka voi sisältää elämäntapamuutoksia, laitteita kuten CPAP, lääkehoitoa tai muita interventioita. Seurantatutkimuksia voidaan suorittaa hoidon tehon arvioimiseksi.