クリーンルーム（Cleanroom）は、空気中の浮遊微粒子（パーティクル）・温度・湿度・気圧などを高度に制御した超清浄な作業空間です。半導体ウェハ上の微細な回路パターン（数nm〜数十nm）は、数μm以下のパーティクル1個でも致命的な欠陥（ブリッジ・断線）の原因になるため、製造環境の清浄度管理が不可欠です。
クリーンルームの清浄度はISO規格（ISO 14644）またはUSクラス規格で定義されます。最先端の半導体ファブはISO Class 1〜4（旧USクラス10〜100）レベルで運用されており、1立方フィートあたりの0.5μm以上のパーティクル数が1〜10個以下に管理されています。比較として、一般オフィスはISO Class 7〜8程度です。
クリーンルームの核心設備はFFU（Fan Filter Unit）で、HEPAまたはULPAフィルターを通した清浄空気を天井から床（グレーティング）に向けて一方向（ラミナーフロー）に流します。この気流がパーティクルを装置・作業者から遠ざけ、ウェハへの付着を防ぎます。温度（23±0.5℃程度）・湿度（40〜50%RH）・気圧（わずかに正圧）も精密に管理されます。
半導体ファブでは作業者がバニースーツ（防塵服・手袋・マスク・ゴーグル）を着用し、パーティクルの発生源となる人体からの汚染を最小化します。ウェハの搬送はFOUP（Front Opening Unified Pod）に密閉してAMHS（自動搬送システム）で行い、作業者の手が直接ウェハに触れることはありません。
クリーンルームの建設・運用コストは非常に高く、最先端ファブ（TSMC N3、Samsung SF3）の新設には200〜300億ドル以上が投じられます。クリーンルーム建設・設備に関わる企業として、空調・FFUシステムのダイキン工業、クリーンルーム設計・施工の竹中工務店・大林組（日本）、SMC（空圧機器）などが知られています。