合成生物学是生物科学在21世纪刚刚出现的一个分支学科，是一门具有革命性的学科，全世界多领域顶尖科学家纷纷投入相关研究。合成生物学与传统生物学通过解剖生命体以研究其内在构造的办法不同，合成生物学试图通过预测、创造或修改生物特征，设计出有用的生物系统。
合成生物是重要的底层支撑技术，通过合成生物技术可进行DNA数字图像储存，可用DNA进行计算、重新合成与设计基因组序列等，其主要作用包括通过基因编辑应对人类遗传疾病的治疗或延缓衰老;通过细胞工厂生产各种物质解决传统生产方式所造成的资源、环境、健康、可持续发展等问题及挑战等。
合成生物学首先攻关的是医学领域，来自物理学、生物学、数学等不同学科背景的科学家正试图找到破解肿瘤生长的最佳策略。联合团队正在尝试一种适应性治疗，可以通过最低限度的用药将病人肿瘤缩小到可控水平，将癌症的无进展生存期延长到10个月以上，且大幅减小了副作用对病人的身体伤害。
合成生物学也打开了生命科学的智慧之门。世界各地的研究团队开始使用分子生物学的理论积累来创造或修改生物学特征，通过人工智能，依据组成蛋白质的氨基酸序列来预测其功能。这一重大突破将产生变革性影响，人类可以自主设计生物系统，从某类蛋白质到组织或细胞，这将使更换器官不再是人类难题，更多病人得到救治；也可以用组织制成食物或清洁安全的燃料，解决人类的粮食和燃料危机。
合成生物为低碳环保、可持续发展的人类命题提供了新的解决思路，其科学逻辑在于通过合成生物，用细胞工厂生产代替传统的畜禽养殖，通过细胞工厂的规模化生物制造降低温室气体排放，并减少土地与水资源消耗。同时，科学家正在研究通过酶类或者微生物快速降解瓶装水的塑料，如果得以突破，石化塑料降解将从几百年压缩到几十年甚至几年。 毫无疑问，合成生物成为人类的战略发展方向,帮助人类尽早实现碳达峰、碳中和,从而解决人类面临的日益严重的气候危机。
当前，合成生物学在多个领域已经开始了探索性试验。一是合成肉制造，与普遍牛肉汉堡包相比，合成肉所需农业用地、水资源大幅减少，向大气中排放的二氧化碳更是减少近9成。二是农作物改良，美国一些生物工程公司已经合成可以改良农作物的微生物，这些微生物能够促进氮转化，帮助作物生长，并免受病虫害威胁。三是时尚消费品的可持续性生产。一些时尚消费品使用的皮革材料价值昂贵，杀害蛇、貂、鳄鱼等物种，并对生态环境造成严重影响，一些生物公司通过培养基因改造的酵母菌株生产胶原蛋白，目前美国现代牧场公司已经开始与爱马仕合作，可以增强皮革强度和弹性，不仅观感更佳，还能大幅降低名包、名鞋等的价格，为广大女性带来福音。【科技前沿】合成生物学颠覆未来科学
