Sintetička biologija je oblik biološkog proučavanja koji uključuje stvaranje holističkog razumijevanja koncepta kombiniranjem nekoliko područja istraživanja. U novije vrijeme pojam sintetička biologija predstavlja oblik istraživanja koji kombinira znanost s inženjerstvom. Na taj se način mogu projektirati i izgraditi novi biološki sustavi i funkcije.
Termin sintetička biologija prvi je put korišten 1978. godine, nakon što su Daniel Nathans, Werber Arber i Hamilton O. Smith dobili Nobelovu nagradu za fiziologiju ili medicinu. Nagrada je dodijeljena nakon što su Nathans, Arber i Smith otkrili restrikcijske enzime i utvrdili kako ih primijeniti na probleme pronađene u molekularnoj genetici. To je omogućilo znanstvenicima da rekonstruiraju molekule rekombinantne deoksiribonukleinske kiseline (DNA), kao i da analiziraju pojedinačne gene. Ovaj primjer sintetičke biologije omogućio je znanstvenicima da opišu i analiziraju postojeće genske aranžmane, kao i nove aranžmane koje je konstruirala ljudska ruka.
Sintetička biologija se obično koristi u proučavanju genetike. Uz sintetičku biologiju, istraživači mogu stvoriti DNK model i smjestiti ga u žive stanice kako bi promatrali ishod. To pomaže istraživačima testirati svoje teorije i predvidjeti genetske ishode.
Budući da su biološki sustavi zapravo fizički sustavi koji se sastoje od kemikalija, sintetička biologija dovela je do područja sintetičke kemije. Sintetička biologija i sintetička kemija idu ruku pod ruku, budući da se prirodne kemikalije koriste za dizajn i stvaranje novih kemikalija. Konačni cilj sintetičke biologije je projektiranje i izgradnja bioloških sustava koji su projektirani za obradu informacija, kao i za promjenu kemikalija, stvaranje materijala, opskrbu hranom, proizvodnju energije, održavanje i poboljšanje ljudskog zdravlja te održavanje i poboljšanje okoliša.
Sintetička biologija, međutim, ima svoje izazove. Bioetičari su uglavnom zabrinuti zbog potencijalne zlouporabe sintetičke biologije od strane terorističkih zemalja. Isti metali stvoreni za izradu šivaćih igala i plugova, na primjer, kasnije su korišteni za izradu kopalja i mačeva. Nuklearna fizika je stvorila tretmane zračenjem za rak, ali je također rezultirala nuklearnim oružjem. Protivnici se boje da, iako bi sintetička biologija mogla pronaći lijek za malariju, isto polje se također može koristiti za stvaranje biološkog oružja za koje ne postoji lijek.