A patologia clínica é uma especialidade médica que se dedica ao diagnóstico de doenças através da análise laboratorial. 

Os hospitais e clínicas CUF dispõem de laboratórios equipados com todos os requisitos técnicos, científicos e humanos dedicados à patologia clínica, abrangendo as mais diversas valências: Hematologia e Hematopatologia, Hemostase, Patologia Química, Endocrinologia, Estudo dos Metabolismos, Monitorização de Fármacos, Microbiologia Clínica, Imunologia, Imunopatologia, Imunoalergologia, Biologia e Patologia Moleculares.

Para lá de todas estas áreas, esta especialidade integra ainda Unidades de Diagnóstico Pré-Natal, vocacionadas para a elaboração de rastreio pré-natal combinado de 1º trimestre e de 2º trimestre, com elevadas taxas de deteção e baixo número de falsos positivos.

Outra área de intervenção da patologia clínica é formada pelas Unidades de Hemato-Oncologia laboratorial, orientadas para o diagnóstico integrado de diversos tipos de neoplasias hematológicas.

Como núcleos de excelência, destacam-se o diagnóstico pré-natal, a oncologia, o estudo das dislipidémias e das doenças autoimunes, a imunoalergologia, a hemato-oncologia, o estudo da infertilidade, das trombopatias, dos vírus respiratórios e, ainda, o estudo laboratorial de doenças da próstata.