Operacijska dvorana je velika soba, v kateri si študentje ali gledalci lahko ogledajo operacijo ali podobne medicinske postopke, ki se izvajajo. Ta vrsta sobe se je uporabljala predvsem v preteklosti, pogosto za študente medicine ali vrstnike v medicinski skupnosti za opazovanje operacije ali drugega postopka. Pogosto so bile zgrajene kot okrogle sobe z osrednjo ploščadjo, na kateri so bili zdravniki in bolniki, okoli katere so bili sedeži razporejeni v nivoje, da bi gledalcem omogočili pogled na postopek. Operacijska dvorana se običajno ne uporablja več, čeprav imajo nekatere operacijske dvorane poleg njih razgledne površine.
Uporaba operacijske dvorane za poučevanje študentov ali zdravnikov je bila razširjena pred 20. stoletjem. Ta gledališča so bila zgrajena in obiskana brez skrbi za čistočo ali sanitarne postopke, sodobne medicinske prakse pa ne bi vključevale na desetine ljudi v istem prostoru kot oseba na operaciji. Operacijska dvorana te vrste je bila v prvi vrsti vključena kot del univerze. Študentje medicinskih smeri bi obiskovali operacije v operacijski dvorani, da bi si ogledali strokovno demonstracijo različnih tehnik. Tudi drugi zdravniki so se lahko udeležili teh predavanj in demonstracij, da bi videli nove tehnike ali opazovali posebno omembe vrednega zdravnika.
Operacijska dvorana je bila običajno zgrajena kot velika, visoka, okrogla soba. V središču sobe bi se operacijski zdravnik ali zdravniki in pacient nahajali na ploščadi. Pacienta bi predstavili ležečega na mizi, osvetlitev v prostoru pa bi bila namenjena osvetlitvi osrednje dejavnosti, da bi gledalci jasno videli, kaj se je zgodilo. Okoli te osrednje ploščadi bi bile razporejene vrste sedežev, običajno v dvignjenih nivojih, podobnih amfiteatru ali kolozeju, kar bi vsaki vrsti omogočilo, da jasno vidi čez vrstice pred seboj.
Sodobne operacijske dvorane in učne bolnišnice ne vključujejo operacijske dvorane, čeprav še vedno obstajajo nekatere metode gledanja za študente in zdravnike. Nekatere operacijske dvorane v učnih bolnišnicah ali univerzah vključujejo sosednje sobe z velikim oknom, ki stanovalcem omogoča opazovanje dogajanja v operacijski sobi, ne da bi paciente izpostavili dodatnim mikrobom. Obstajajo tudi objekti, v katerih so kamere nameščene v operacijski sobi, kar omogoča oddaljeno gledanje operacije za študente ali druge zdravnike. Ta vrsta sodobne operacijske dvorane lahko celo uporabi internet za prenos operacije študentom in zdravstvenim delavcem na povsem drugem mestu.