是一个跨学科的专业，它集合了传统生物学、工程学及数学的知识体系和研究方法，涉及的领域相当之广，包括生物技术、进化生物学、基因工程、分子生物学、生物信息学、系统生物学、生物物理及计算机科学等等。

合成生物学是生物科学在二十一世纪刚刚出现的一个分支学科，近年来合成生物物质的研究进展很快。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，合成生物学的研究方向完全是相反的，它是从最基本的要素开始一步步建立零部件。

合成生物学与基因工程把一个物种的基因延续、改变并转移至另一物种的作法不同，合成生物学的目的在于建立人工生物系统（artificial biosystem），让它们像电路一样运行‘。