Sintetična biologija je oblika biološkega študija, ki vključuje ustvarjanje celostnega razumevanja koncepta z združevanjem več področij raziskav. V zadnjem času je izraz sintetična biologija začel predstavljati obliko raziskav, ki združuje znanost z inženirstvom. Na ta način je mogoče načrtovati in zgraditi nove biološke sisteme in funkcije.
Izraz sintetična biologija je bil prvič uporabljen leta 1978, potem ko so Daniel Nathans, Werber Arber in Hamilton O. Smith prejeli Nobelovo nagrado za fiziologijo ali medicino. Nagrada je bila podeljena potem, ko so Nathans, Arber in Smith odkrili restrikcijske encime in ugotovili, kako jih uporabiti pri težavah, ki jih najdemo v molekularni genetiki. To je znanstvenikom omogočilo rekonstrukcijo molekul rekombinantne deoksiribonukleinske kisline (DNK) in analizo posameznih genov. Ta primer sintetične biologije je znanstvenikom omogočil, da opišejo in analizirajo obstoječe genske ureditve, pa tudi nove ureditve, ki jih je zgradila človeška roka.
Sintetična biologija se pogosto uporablja pri preučevanju genetike. S sintetično biologijo lahko raziskovalci ustvarijo model DNK in ga postavijo v žive celice, da bi opazovali izid. To pomaga raziskovalcem preizkusiti svoje teorije in napovedati genetske rezultate.
Ker so biološki sistemi dejansko fizični sistemi, sestavljeni iz kemikalij, je sintetična biologija pripeljala do področja sintetične kemije. Sintetična biologija in sintetična kemija gresta z roko v roki, saj se naravne kemikalije uporabljajo za oblikovanje in ustvarjanje novih kemikalij. Končni cilj sintetične biologije je načrtovanje in izgradnja bioloških sistemov, ki so zasnovani za obdelavo informacij, pa tudi za spreminjanje kemikalij, ustvarjanje materialov, zagotavljanje hrane, proizvodnjo energije, ohranjanje in izboljševanje zdravja ljudi ter vzdrževanje in izboljševanje okolja.
Sintetična biologija pa ima svoje izzive. Bioetiki so v veliki meri zaskrbljeni zaradi možne zlorabe sintetične biologije s strani terorističnih držav. Iste kovine, ustvarjene za izdelavo šivalnih igel in plugov, so bile kasneje uporabljene za izdelavo sulic in mečev. Jedrska fizika je ustvarila sevalno zdravljenje raka, vendar je povzročila tudi jedrsko orožje. Nasprotniki se bojijo, da čeprav bi sintetična biologija lahko poiskala zdravilo za malarijo, se lahko isto področje uporabi tudi za ustvarjanje biološkega orožja, za katerega ni zdravila.