Biologi sintetis merancang dan membangun bagian dan sistem biologis baru. Bidang ini memperlakukan DNA sebagai bahasa pemrograman dan sel sebagai kerangka kerja yang dapat diprogram. Alih-alih mempelajari apa yang sudah ada, bidang ini menciptakan apa yang belum ada. Bidang ini menggabungkan biologi molekuler, teknik, ilmu komputer, dan kimia. Bidang ini ambisius, kontroversial, dan berkembang pesat.

Pekerjaan ini melibatkan beberapa pendekatan. Bagian DNA yang terstandarisasi, yang disebut BioBricks, dapat dirakit menjadi sirkuit genetik. Sintesis gen memungkinkan pembangunan gen dan genom dari awal. Rekayasa metabolisme mengarahkan metabolisme sel untuk menghasilkan senyawa baru. Pengeditan dan sintesis genom menciptakan organisme dengan genom minimal atau yang didesain ulang. Tujuannya adalah prediktabilitas dan kontrol.

Biologi sintetis telah menghasilkan hal-hal yang bermanfaat. Ragi hasil rekayasa genetika menghasilkan asam artemisinat, prekursor obat antimalaria. Bakteri hasil rekayasa genetika menghasilkan biofuel dan bioplastik. Sel hasil rekayasa genetika mendeteksi polutan lingkungan dan melaporkannya dengan sinyal fluoresen. Sirkuit gen sintetis digunakan dalam penelitian untuk mempelajari regulasi gen dan dalam bidang kedokteran untuk memprogram sel imun.

Bidang ini menimbulkan kekhawatiran. Organisme hasil rekayasa dapat lepas kendali dan mengganggu ekosistem. Patogen sintetis dapat digunakan sebagai senjata. Batasan antara rekayasa dan penciptaan kehidupan menjadi kabur. Regulasi masih belum sepenuhnya menyesuaikan diri. Biologi sintetis sangat kuat, dan konsekuensinya akan bergantung pada bagaimana ia diatur.