F-35任务的复杂性也导致了其实验室的复杂性。一方面，必须在实验室中复制 F-35用于飞行的复杂战术环境，方便对飞机任务系统进行测试，另一方面，飞行员可以利用试验环境，开发新的作战概念，主动寻找飞机的能力边界。

此外，F-35项目需要验证飞机的全部功能。尽管使用实际飞机在国防部的测试场内执行了许多这些验证任务，但是复杂战术任务需要实验室环境的配合，开展虚实混合验证。

F-35项目利用人在环（MITL）和硬件在环（HITL）仿真与系统集成实验室，在全寿命周期中从支持系统开发到售后服务。包括研究和开发、威胁分析、概念探索、业务发展、系统采购研究、需求开发、设计评估、开发测试、集成测试、验证和确认、作战试验与鉴定、作战训练、持续保障等。

F-35单机仿真图解（美国洛马公司图片）

F-35主要的实验室可分为几个类别：

飞机系统实验室包括如飞行控制、刹车系统、液压、推进、起落架、空气动力学和能源系统等。

任务系统实验室包括如战术和导航设备、武器和武器管理、传感器和数据融合以及战术通信设备。

战术模拟实验室将飞机系统和任务系统模拟结合在一起，模拟飞行器真实状态，并添加对战术任务环境的模拟，包括目标、武器、威胁、地形、情报信息和天气。

自主后勤保障实验室包括自主后勤集成系统（ALI）、飞行员训练系统以及非机载任务服务（如任务规划）等。

其他实验室还包括机上环境、燃料系统模拟器和机载任务的可视化系统测试台。

军方实验室为建模和仿真提供资源支持，一方面提供了用于飞行试验任务的飞机系统模拟器，另一方面莱特-帕特森空军基地提供了作战协作环境（Strike Warfare Collaborative Environment，SWCE）模型，包括很多模块／插件，毁伤仿真（FASTGEN-用于快速生成弹道、 COVART-毁伤计算和修复时间），交战仿真（BRAWLER，ESAMS-增强的地空导弹仿真，MOSAIC-先进的反侦察建模系统，RADGUNS-雷达瞄准火炮模拟），维护保障仿真（LCOM-后勤综合模型）和战役模型（THUNDER），以及使用这些模型的人员。还提供了任务分析和环境数据，包括联合集成任务模型（JIMM）分析支持和多光谱环境（MSE）管理。毁伤分析人员还与第46联队的测试联队合作，在莱特-帕特森空军基地的范围内进行了实弹试验与鉴定。模拟和分析设施（Simulation and Analysis Facility，SimAF）具有F-35项目所需要的多种功能。多光谱环境团队在SimAF为可见光（OTW），红外（IR）和雷达任务环境模拟生成多光谱数据库。SimAF可以把F-35的模拟器集成到虚拟任务环境中，任务集中在人在环的空对空评估模型、联合过渡任务模型（JIMM）和增强型地对空导弹仿真（ESAMS）的建模和分析。

在测试中还要验证与空军的分布式任务作战网络（DMO）的连接性和互操作功能，为F-35参加模拟器联网对抗或者加入LVC训练网奠定基础。

F-35战术验证环境（美国洛马公司图片）

F-35模型、仿真和实验室的发展已经为这些验证任务建立了一个全面的基础环境。与过去传统飞机系统相比，F-35项目在建模和仿真方面进行了大量投资。这种投资非常成功，发挥了重要的作用。这项投资帮助F-35在实验室环境中进行更全面的测试，减少了在飞机上的测试时间。

此外，F-35项目中的许多模型都可在多个实验室重复使用，避免了在重复开发、重新验证和再集成验证的大量工作。由于许多模型都是源自设计环境中，因此它们不仅逼真度高，而且在重用之前经过了大量验证。基于设计环境，它们还受益于从飞行和靶场测试数据中获取更新，有助于整个重用链条的一致性。

F-35强调根据合同规范验证系统能力。约43%的测试任务将在F-35实验室中进行。这些测试任务中的许多只能在实验室综合环境中完成，例如拥有全套飞行硬件、F-35高保真模拟器和大型综合战术环境模型的实验室。

JSE这种虚实结合的测试、训练方法是外场测试的一种增强和补充，在一定程度上缓解了可用空域不足的问题，是一种科学的IOT&E环境，能够有效模拟在外场中无法模拟的高级威胁环境以及其他大量的敌我双方实体，给五代机全面的作战测试。