合成生物學（SynBio）是一個跨學科的研究領域，旨在創建新的生物部件、設備和系統，或者重新設計已經在自然界中發現的系統。

它是科學的一個分支，涵蓋了生物技術、基因工程、分子生物學、分子工程、系統生物學、膜科學、生物物理學、化學與生物工程、電氣與計算機工程，控制工程等各個學科的廣泛方法論。和進化生物學。

合成生物學目前尚無公認的定義。這里有一些例子：

• “使用物理工程和基因工程的混合物來創建新的（因而也就是合成的）生命形式”。
• “一個新興的研究領域，旨在在化學合成的DNA設計中結合生物學，工程學和相關學科的知識和方法，以創造出具有新穎或增強特性和特征的生物”。
• “設計和建造生物模塊，生物系統和生物機器，或出于有用目的對現有生物系統進行重新設計”。
• “將系統設計的工程范式應用到生物系統中，以產生具有自然界中不存在的新穎功能的可預測且健壯的系統”（歐洲委員會，2005年）這可能包括基于生物分子系統的分子組裝劑的可能性如核糖體。

要注意的是，合成生物學傳統上分為兩種不同的方法：自上而下和自下而上。

1. 在自上而下的方法涉及使用的代謝和基因工程技術賦予新的功能，以活細胞。
2. 所述底向上方法涉及創建新生物系統在體外通過匯集“非活”的生物分子組分，通常與構建的目的人造細胞。

因此，生物系統是逐模塊組裝的。通常使用無細胞蛋白質表達系統，和基于膜的分子機制一樣。通過形成混合的活/合成細胞，以及活細胞和合成細胞群體之間的工程交流，人們正在努力彌合這些方法之間的鴻溝。

工程師將生物學視為一種技術（換句話說，是給定系統的生物技術或其生物工程）合成生物學包括對生物技術的廣泛重新定義和擴展，其最終目標是能夠設計和構建可處理的生物工程系統信息、操縱化學物質、制造材料和結構、產生能量、提供食物以及維持和增進人類健康和我們的環境。

根據合成生物學的研究方法，可以將它們分為廣泛的分類：生物部分的標準化、生物分子工程、基因組工程。

生物分子工程包括旨在創建功能單元工具包的方法，這些功能單元可以引入以呈現活細胞中的新技術功能。基因工程包括為整個或最小生物構建合成染色體的方法。

生物分子設計是指從頭設計和生物分子成分的添加組合的總體思想。這些方法中的每一個都有一個相似的任務：通過創造性地在先前的級別上操縱一個更簡單的零件，從而以更高的復雜性級別開發一個更綜合的實體。

另一方面，“重寫者”是對測試生物系統的不可還原性感興趣的合成生物學家。由于自然生物系統的復雜性，從頭開始重建感興趣的自然系統會更簡單；為了提供更易于理解，控制和操縱的工程替代產品。重寫者從重構中汲取了靈感，重構有時是用來改善計算機軟件的過程。

合成生物學的危害包括生物安全危害工人和市民，生物安全隱患來自有機物的故意所產生的工程造成損害和環境危害。生物安全危害與現有生物技術領域的危害相似，主要是暴露于病原體和有毒化學物質，盡管新型合成生物可能具有新型風險。為了生物安全，人們擔心合成或重新設計的生物理論上可以用于生物恐怖主義。潛在的風險包括從頭開始重建已知的病原體，將現有的病原體改造為更危險的工程以及對微生物進行改造以生產有害的生化物質。最后，環境危害包括對生物多樣性和生態系統服務的不利影響，包括由于合成生物的農業利用而對土地利用產生的潛在變化。

一般認為，現有的轉基因生物風險分析系統對于合成生物是足夠的，盡管從單個基因序列“自下而上”構建的生物可能會遇到困難。合成生物學通常屬于轉基因生物和生物技術的現行法規，以及下游商業產品的任何法規，盡管在任何司法管轄區通常都沒有專門針對合成生物學的法規。