Synteettinen biologia on biologisen tutkimuksen muoto, joka sisältää kokonaisvaltaisen käsityksen luomisen yhdistämällä useita tutkimusalueita. Viime aikoina termi synteettinen biologia on tullut edustamaan tutkimusmuotoa, jossa tiede yhdistetään tekniikkaan. Tällä tavalla voidaan suunnitella ja rakentaa uusia biologisia järjestelmiä ja toimintoja.
Termiä synteettinen biologia käytettiin ensimmäisen kerran vuonna 1978, kun Daniel Nathans, Werber Arber ja Hamilton O.Smith voittivat Nobelin fysiologian tai lääketieteen palkinnon. Palkinto myönnettiin sen jälkeen, kun Nathans, Arber ja Smith löysivät restriktioentsyymejä ja päättivät, miten niitä voidaan soveltaa molekyyligenetiikan ongelmiin. Tämän ansiosta tutkijat pystyivät rekonstruoimaan rekombinanttisia deoksiribonukleiinihappomolekyylejä (DNA) sekä analysoimaan yksittäisiä geenejä. Tämä esimerkki synteettisestä biologiasta mahdollisti sen, että tutkijat voivat kuvata ja analysoida olemassa olevia geenijärjestelyjä sekä uusia ihmisen tekemiä järjestelyjä.
Synteettistä biologiaa käytetään yleisesti genetiikan tutkimuksessa. Synteettisen biologian avulla tutkijat voivat luoda DNA -mallin ja sijoittaa sen elävien solujen sisään seuraamaan tulosta. Tämä auttaa tutkijoita testaamaan teorioita ja ennustamaan geneettisiä tuloksia.
Koska biologiset järjestelmät ovat itse asiassa kemiallisia fysikaalisia järjestelmiä, synteettinen biologia on johtanut synteettisen kemian alaan. Synteettinen biologia ja synteettinen kemia kulkevat käsi kädessä, koska luonnonkemikaaleja käytetään uusien kemikaalien suunnitteluun ja luomiseen. Synteettisen biologian perimmäisenä tavoitteena on suunnitella ja rakentaa biologisia järjestelmiä, jotka on suunniteltu käsittelemään tietoa sekä muuttamaan kemikaaleja, luomaan materiaaleja, tarjoamaan ruokaa, tuottamaan energiaa, ylläpitämään ja parantamaan ihmisten terveyttä sekä ylläpitämään ja parantamaan ympäristöä.
Synteettisellä biologialla on kuitenkin haasteensa. Bioeetikot ovat suurelta osin huolissaan mahdollisista väärinkäytöistä synteettistä biologiaa terroristimaissa. Samaa metallia, joka luotiin esimerkiksi ompeluneulojen ja auran rakentamiseen, käytettiin myöhemmin keihäiden ja miekkojen luomiseen. Ydinfysiikka loi sädehoitoja syöpään, mutta johti myös ydinaseisiin. Vastustajat pelkäävät, että vaikka synteettinen biologia voi löytää lääkkeen malarialle, samaa kenttää voidaan käyttää myös sellaisen biologisen aseen luomiseen, johon ei ole parannuskeinoa.