In unmittelbarer Nachbarschaft zur Elbphilharmonie hat die MSH ein ausgezeichnet ausgestattetes Forschungszentrum geschaffen. Dazu gehören u.a. ein multifunktionales Kompetenzzentrum zur leistungsphysiologischen Forschung und Behandlung an der Schnittstelle zwischen Sportwissenschaft, Humanmedizin, Physiotherapie und Neurowissenschaft; eine molekularbiologische Forschungslandschaft für biowissenschaftliche Grundlagenforschung und translationale Forschung; und Forschungslabs der kognitiven und affektiven Neurowissenschaften. Die Forschungslabs werden von den verschiedenen Forschungsinstituten betrieben und begleitet durch eine moderne Daten- und Serverinfrastruktur sowie durch personell hervorragend ausgestattete Arbeitsgruppen.
Die MSH betreibt folgende Arten von Forschungslaboren: Labore zur Umsetzung wissenschaftlicher Projekte in den Bereichen Humanmedizin, Sportmedizin und Sportwissenschaft sowie Psychologie. Darüber hinaus gibt es Anatomie-, Multifunktions- und Nasslabs für die Durchführung von Praktika im Studiengang Humanmedizin. Zuletzt stehen den Studierenden der Humanmedizin Skills Labs zur praktischen Vermittlung spezifischer Fähigkeiten und Fertigkeiten, beispielsweise aus der allgemeinmedizinischen Praxis oder des Röntgens, zur Verfügung.