合成生物學(synthetic biology)是一門新興的生物學分支學科，該學科是研究如何設計和合成生物體的科學，合成生物學的本質是在人類認識生命的基礎上，重新或從頭設計生命。

1970年，相關的專業文獻還是0，1986年也不到100篇，1990-2000年之間一直停滯在500餘篇，2010年，超過1000篇，2015年上升到了2800篇，從論文的數量我們也可以看出合成生物學的發展趨勢。

合成生物學的發展經歷了以下五個階段。

階段一:人工合成“前基因”的生物材料(1828年~)

這個階段典型代表成果就是尿素和氨基酸的合成，標誌著人工合成生命物質的開始。

結晶牛胰島素的主要貢獻者龔嶽亭院士

1965年中國科學院上海生物化學研究院獲得第一個人工合成蛋白質-結晶牛胰島素

上海生物化學研究所龔嶽亭的團隊成員

階段二:人工合成寡核苷酸和基因(1955年~)

遺傳密碼是人類解讀的第一自然語言，以化學方法合成磷酸二酯鍵的成功，開啟了人工合成寡核苷酸和基因的新篇章，目前已經成功人工合成的基因例項很多，大部分基因在一定程度上都能表達活性，從此合成生物學也開始了對生命起源和演化的探索。

1981年，中國科學院上海細胞生物學研究所多方組成的王德寶團隊，首次合成了活性生物大分子Ala_tRNA。階段三:人工設計和合成遺傳裝置(2000年~)

遺傳裝置是指將最基礎的生物元件以一定的邏輯方式組合起來形成的具有特定功能的遺傳單位。

從2000年開始，在大腸桿菌和酵母菌等生物體內構建了基因電路、基因開關、生物感測器、振盪器等遺傳裝置並實現特定紅能。

階段四:人工設計和合成代謝途徑(2000~)

合成生物學開始併成功把原先只有自然界多細胞生物(主要是指植物)才能生產的代謝產物，改為以單細胞原核生物(大腸桿菌)或單細胞真核生物(酵母)在實驗室完成工業生產，這是合成生物學走向了工業化的先聲。

2003年美國uc Berkeley的keasling等在大腸桿菌中第一次成功構建了合成青蒿素的代謝網路併合成了青蒿素。階段五:人工設計和合成全基因組(2002年~)

人類首次設計和合成的基因組是2002年完成的脊椎灰質炎病毒(Poliomyelitis Virus,PV)基因組，而首個原核生物“Synthia(辛西婭)”基因組的合成是合成生物學的另一個重要的里程碑成果。

Synthia是計算機為“父母”並能夠進行自我複製的第一個人造生命體。

2011年開始，由美國、英國、中國、澳洲合作的第二代酵母(Sc2.0)基因組計劃將開啟人工合成真核基因組的新篇章。

2017年，由3月10日，《科學》雜誌在封面推介中國科學家的4篇論文，介紹了天津大學、清華大學、深圳華大基因研究院在合成生物學方面的重大突破：完成4條真核生物釀酒酵母染色體的人工合成。這意味著人類在設計併合成複雜人工生命的過程中取得重大進展。中國也成為繼美國之後第二個具備真核基因組設計與構建能力的國家。

合成生物學還在繼續向前推進，相關的專案還有猛獁象復活計劃，華大基因也在參與相關專案。