合成生物学（Synthetic Biology）一词可以追溯到1913年W.A.D.在Nature期刊上发表的论文《合成生物学与生命的机制》。经过百年的发展，其内涵已与原初概念大相径庭，2000年, 在美国化学学会年会上, 斯坦福大学Kool将合成生物 学定义为“利用有机化学和生物化学的合成能力, 设计出在生物系统中发挥作用的非天然合成分子”。如今, 对合成生物学的定义已经有许多类似的表述，美国医学与生物工程院院士张先恩将其表述为：合成生物学以生物科学为基础，会聚化学、物理、信息等学科，融合工程学原理，设计改造天然的或合成新的生物体，揭示生命运行规律（造物致知）、变革生物体系工程化应用（造物致用）。

合成生物学基于基础理论指导，采取“自下而上”的工程学方法，发展使能技术，并解决生物体系工程化应用“标准化”与缺乏理性设计的难题，其学科体系主要涵盖基础理论、使能技术、创新应用等方面。与此同时，合成生物学的发展应同步关注 与其适配的政策环境，伦理、政策与法律框架，注重科学普及公众参与。