731部队是旧日本帝国陆军关东军防疫给水部（日语：防疫給水部）本部的通称号。该单位由石井四郎所领导，因此也称之为“石井部队”。“731部队”同时也可以是指在抗日战争和第二次世界大战期间，旧日本帝国陆军于日本以外领土从事生物战、细菌战和人体试验相关研究的所有秘密军事医疗部队，也代指大日本帝国陆军在占领满洲期间所做的生物战和人体试验研究。
731部队的正式编号是关东军满洲第691部队（关东军防疫给水部）下之满洲第731部队（防疫给水部本部），研究内容对外宣传主要以研究防治疾病与饮水净化为主，但其实该部队使用活体中国人、苏联人和朝鲜人进行生物武器与化学武器的效果实验。731部队把基地建在中国东北哈尔滨平房区，这一区域当时是日本控制下的满洲国的一部分。一些研究者认为至少10,000名中国人、苏联人、朝鲜人和同盟国战俘在731部队的试验中被害。
第一次世界大战后，日本陆军秘密开发化学武器，建立专门制造毒气之工厂；侵华战争开始后，日本化学部队被派往中国战场:134。日本在战时主要的卫生研究部门分别于日本、中国、新加坡。
关东军中还有一支以进行对苏化学战准备为目的之专门化学部队——516部队，设在齐齐哈尔市:134。1932年，石井四郎（陆军军医、医学博士）开始在东京之陆军军医学校中准备细菌战，1936年，根据日本“军令陆甲第7号”命令，在哈尔滨之平房正式建立名为“关东军防疫给水部队”之细菌部队，石井四郎担任部队长；1941年后，“关东军防疫给水部队”称为“满洲第731部队”，并在海拉尔、海林、林口、孙吴等地设立支队:134。
1939年，七三一部队首次在中蒙边界之诺门罕战斗中使用细菌武器；随着侵略战争之扩大，日本关东军和华北、华中、华南之派遣军以及南方军中，都建立起名为“防疫给水部队”之细菌部队，先后对中国之浙江、湖南以及山东、广东等地实施大规模细菌战，造成大批平民死伤；仅湖南常德一地有实名记录之死亡人数就达7,463人:135。
而位于中国大陆的研究单位主要集中于满洲国境内，除了研究单位以外另外有63个支队分布在各战场。
本部设于哈尔滨平房区，即731部队。
731部队的前身，是石井四郎于1932年在中国东北哈尔滨市郊的背阴河设立的东乡部队。
1932年，石井四郎率部队在哈尔滨市郊的监狱修建中马城，但1935年的一次监狱暴动迫使石井关闭中马城。
其后石井到离哈尔滨更近的平房区重新设立细菌工厂，于1939年建成，占地四平方公里。
其中731部队总部四方楼“监狱”占地就达四万平方米。
工厂内安置了500具孵育器和6座能容纳两吨制造培养液之锅炉等设备。
673部队在黑河孙吴县建立细菌实验基地，包括动物饲养、制菌室等300间建筑。
731部队进行分为8个部和4个支队：
石井的卫生部队（659部队）除了平房本部（731部队）外，还有4个支队：
731部队的建筑群占地6平方公里，由150余座建筑组成。设施设计用以抵御空袭，防止设施摧毁。建筑群包括各式不同的工厂，还有大约4500个用于饲养跳蚤的容器，6个用于制造化学制剂的大锅炉以及约1800个用于制造生物制剂的容器，几天内可制出约30千克的腺鼠疫细菌。
如今731部队周边设施除已被深埋地下，无法搬迁的部分外，绝大部分作为731部队罪证遗址供游客参观和考古研究使用，另建有侵华日军第七三一部队罪证陈列馆介绍与之相关的历史并展出相关文物和最新研究成果。
关东军宪兵队将抓获之部分抗日士兵和为苏联从事情报工作之人员秘密押送到七三一部队，作为细菌实验之“马路大”（又称原木），当时称为“特别输送”:134。
七三一部队将“特别输送”之人员关押在秘密监狱里，进行鼠疫、伤寒、副伤寒、霍乱、炭疽等几十种细菌实验，还进行冻伤、人血和马血互换、人体倒挂等实验，甚至进行活体解剖，并与化学部队共同进行毒气实验；据七三一部队要员供认，至少有3,000人在这里被残害:134。
冻伤实验：
地点：野外冻伤试验场
强迫受害者的双手裸露在零下35度的户外，并往上淋冰水，人会因为极度寒冷而昏迷。十小时后，手已完全坏死，呈黑紫色，此时将人送入冷冻实验室，受害者苏醒，又将其双手浸入15度的温水中进行解冻，然后将手上坏死的组织撕下，双手便只剩白骨。
低温实验：
地点：冷冻实验室
将受害者的双手放入零下196度的速冻柜中进行速冻，随后双手便坚硬如石，呈灰白色，表面凝结了一层厚厚的白霜。此时用玻璃棒猛击受害者的双手，已经被冻硬的手指就会被一根根地打掉，最后手掌也会被击碎。
灭压实验：
地点：灭压舱
将人关进灭压舱后进行减压，此时人会有全身即将爆裂的疼痛感，当指数显示为-4后，人会逐渐死亡，身体会变得浮肿。当压力再减时人的眼球会从眼眶里突出，大小肠、排泄物和未消化的食物会从肛门喷出。灭压舱上有专供部队人士观察的玻璃窗。
毒气实验：
地点：毒气实验室
将成人、儿童和鸟类同时关进全透明毒气室，随即释放不同浓度，不同种类的毒气，以此观察成人，儿童和鸟类对于毒气的不同反应，受害者会在慢性毒气中逐渐被毒死，抑或是窒息，会有口吐白沫，眼睛流泪甚至内出血，耳鼻口眼出血的情况。
低温陶瓷细菌弹爆破：
地点：安达野外试验场
将少则十几名，多则数十名的不同国籍人种的受害者绑于十字木桩上，随后引爆周围的陶瓷细菌弹，受害者会出现全身皮肤肌肉腐烂，组织坏死，甚至肢体断裂等情况，最终因细菌感染和肌肉组织坏死而死亡。
活体解剖：
地点：解剖室
经常作为其他实验的辅助工作，在进行细菌注射后，如果人没有出现任何发病的现象，就会被活体解剖以观察器官活动情况。或是在进行人畜杂交实验后，将疑似已经怀孕的妇女进行活体解剖以观察有无胎儿。如果不是为了取器官做标本，其他原因的解剖都不会进行麻醉，因为部队人士认为用麻醉后的人作观察研究结果是不准确的。
二战期间，731部队在东京新宿区运营着一家医学院校。2006年，曾于战期在该院校工作过的护士石井东洋（音译）透露，1945年日本投降后不久，她在院校的庭院参与掩埋尸体与残肢。日本厚生劳动省于2011年2月开始了位于该遗址的挖掘工作。中国政府要求获取遗骸的DNA样本。而由于日本政府从未正式承认731部队的存在，所以拒绝了这一要求。
驻扎在广州的隶属于南支那方面军的8604部队是731部队的关联单位。部队在其基地中进行禁食、脱水以及水传斑疹伤寒的人体试验。战后证词表明，该设施曾作为鼠类养殖场，向部队的医疗分队提供腺鼠疫的实验带菌媒介，并大量生产鼠疫杆菌，进行细菌战。
服役于英国皇家陆军军械总队的罗伯特·皮蒂少校曾是距哈尔滨平房区350英里的奉天战俘营的英国高级官员。根据他的证词，731部队的医生对战俘施行传染病病菌的常规性注射，并伪装成无害的牛痘疫苗，最终导致186位英国战俘死亡。
根据目前的记录，没有证据显示有任何直接从731部队在哈尔滨的主营区成功越狱的生还者。此外，根据军史学家萨苏查阅中日双方史料并调查后编写的《尊严不是无代价的》一书中显示，有4名中国人得以从另一个位于佳木斯万发屯的由731部队管理的设施中成功越狱，但无记录显示这4人在越狱前进入过哈尔滨主营区，他们是：
1945年8月12日夜苏联进攻东北3天后，苏军逼近牡丹江，日军对这里的在押人员进行了大屠杀。日军射击两轮后迅速撤离，并未进入牢房检查，也未找到预先准备的汽油焚毁建筑。天亮后四人纷纷越狱。当时和何家训同室的赵连青也活着，但是赵连青大门都没走出去就突然死去。其余四人于13日逃出。
1925年之《日内瓦议定书》明确规定禁止使用细菌武器与化学武器，因此七三一部队在战败前撤退时，杀害俘虏、炸毁建筑，将重要资料和物资带回日本；但由于携带病菌之老鼠、牲畜四散逃逸，造成哈尔滨郊区鼠疫流行，直到1950年代鼠疫才被遏制:135。
由于没有判罪的缘故，许多前731部队的成员都加入了日本医疗组织。北野政次领导了日本最大的制药公司绿十字（日语：ミドリ十字）。其他成员或进入医学院校的领导层，或为日本厚生省工作。
1997年，180名中国人（731部队受害者或其家属）对日本政府提出诉讼，要求日本政府全面披露731部队事实、道歉并赔偿。
2002年8月，东京地方法院承认731部队的存在以及所进行的生物战的行为。
2017年8月13日，日本放送协会（NHK）播放纪录片《731部队的真相：精英医者与人体实验》，首次公布了731部队认罪的录音资料，并指责多名日本医学界权威专家涉入了731部队人体实验。2018年，NHK播放纪录片《731部队》，分为前篇与后篇，1月21日在NHK BS1播出前篇《人体实验是这样展开的》。2018年1月22日，中华人民共和国外交部发言人华春莹表示，外交部赞赏日本国内有识之士揭露和直面历史真相的勇气，“希望日方认真倾听国内外的正义呼声，正确认识和深刻反省日本军国主义侵略历史，切实尊重中国和其他亚洲受害国人民的感情”。
2021年9月6日，俄罗斯红星电视台晚间节目《每日新闻综述》播放由中国环球电视网（CGTN）俄语部、中央广播电视总台黑龙江总站、红星电视台联合制作的特别报道《731日本罪行调查记》。红星电视台记者根据俄罗斯外交政策档案馆的解密文件指出，苏联多次要求美国引渡曾主导人体实验和开发使用细菌武器的石井四郎等日本主要战犯，但美国置之不理。CGTN俄语部记者就731部队细菌武器和人体实验最新证据，实地走访731部队遗址和罪证陈列馆，采访受害者家属、档案研究专家。
