Ένας θάλαμος εκτέλεσης αποτελείται από ένα ειδικό δωμάτιο που βρίσκεται μέσα στους τοίχους της φυλακής όπου σκοτώνονται κρατούμενοι που έχουν καταδικαστεί σε θάνατο. Σε περιοχές όπου επιβάλλεται η θανατική ποινή, οι θάλαμοι εκτέλεσης ή οι θάλαμοι θανάτου, παρέχουν ένα μέρος σχεδιασμένο ειδικά για τη θανατική ποινή. Οι θάλαμοι εκτέλεσης μπορεί να περιέχουν μια ηλεκτρισμένη καρέκλα, εξοπλισμό θανατηφόρου αερίου ή ένα γκαράζ για θανατηφόρα ένεση. Σε περιοχές που εξακολουθούν να χρησιμοποιούν αποσπάσματα βολής, ο θάλαμος εκτέλεσης περιλαμβάνει συνήθως μια ξύλινη καρέκλα για τον κρατούμενο και φινιστρίνια για τουφέκια.
Αυτά τα δωμάτια βρίσκονται συνήθως σε τμήματα υψίστης ασφαλείας των φυλακών, που μερικές φορές ονομάζονται θανατοποινίτες. Ένας θάλαμος εκτέλεσης θανατηφόρου αερίου αποτελείται από ένα αεροστεγές δωμάτιο όπου ο κρατούμενος είναι δεμένος σε μια μεταλλική καρέκλα. Οι χαλύβδινες πόρτες συνήθως οδηγούν σε ένα δωμάτιο ελέγχου και ένα δωμάτιο χημικών όπου αποθηκεύονται οι υδραυλικές εγκαταστάσεις και οι γεννήτριες αερίου. Μια αίθουσα μαρτύρων επιτρέπει τη θέα του θαλάμου εκτέλεσης μέσω αλεξίσφαιρου γυαλιού.
Ο σχεδιασμός του θαλάμου αερίων παραμένει παρόμοιος με τον πρώτο που κατασκευάστηκε τη δεκαετία του 1920. Αφού ένας κρατούμενος εισέλθει στον θάλαμο αερίων, είναι δεμένος σε μια μεταλλική καρέκλα με συγκράτηση στερεωμένα στα χέρια, τα πόδια και το κεφάλι. Ένα δοχείο αερίου κάτω από το κάθισμα της καρέκλας απελευθερώνει αέριο υδροκυάνιο που πνίγει το άτομο που καταδικάζεται σε θάνατο. Ορισμένες περιοχές δεν επιβάλλουν πλέον τη θανατική ποινή μέσω αερίου, επιλέγοντας τη θανατηφόρα ένεση ως μια πιο ανθρώπινη μέθοδο θανάτου.
Οι θάλαμοι εκτέλεσης που χρησιμοποιούνται για τη θανατηφόρα ένεση είναι εξοπλισμένοι με ένα γκαράζ όπου ο κρατούμενος είναι δεμένος. Οι ενδοφλέβιες γραμμές χορηγούν πρώτα ένα αλατούχο διάλυμα πριν αρχίσει να ρέει ένα μείγμα τριών φαρμάκων στις φλέβες του κρατούμενου. Ένα φάρμακο κάνει τον κρατούμενο αναίσθητο, ενώ ένα άλλο προκαλεί παράλυση, η οποία σταματά την αναπνοή. Η τελευταία χημική ουσία οδηγεί σε καρδιακή ανακοπή και θάνατο. Ο θάνατος με θανατηφόρα ένεση είναι η πιο κοινή μορφή θανατικής ποινής.
Η ηλεκτροπληξία χρησιμοποιείται σε θαλάμους εκτέλεσης σε ορισμένες περιοχές. Αυτά τα δωμάτια περιέχουν γενικά μια ξύλινη καρέκλα βιδωμένη σε ένα τσιμεντένιο πάτωμα και κάθεται σε ένα ελαστικό χαλάκι. Ο κρατούμενος είναι δεμένος στην καρέκλα στο στήθος και στα χέρια. Ένα ηλεκτρόδιο είναι προσαρτημένο στον αστράγαλο, με ένα άλλο ενσωματωμένο σε ένα κάλυμμα κεφαλής για την κυκλοφορία του ηλεκτρισμού σε όλο το σώμα. Η ηλεκτρική καρέκλα ήταν η πιο δημοφιλής μορφή εκτέλεσης μεταξύ 1930 και 1980 στις Ηνωμένες Πολιτείες.
Ο θάνατος από το εκτελεστικό απόσπασμα είναι η μέθοδος εκτέλεσης που χρησιμοποιείται σε ορισμένες περιοχές, συμπεριλαμβανομένης της Κίνας. Ο θάλαμος που χρησιμοποιείται για τα εκτελεστικά αποσπάσματα περιέχει συνήθως φινιστρίνια όπου στοχεύουν τρεις έως έξι ένοπλοι. Ο τρόφιμος ασφαλίζεται σε μια καρέκλα με ένα λευκό κομμάτι ύφασμα στερεωμένο στο στήθος του για να παρέχει έναν καθαρό στόχο. Οι σάκοι άμμου μέσα στο θάλαμο εκτέλεσης απορροφούν τυχόν αδέσποτες σφαίρες και αποτρέπουν τον ρισχετισμό.