1911年，“Synthetic biology”一词由法国物理化学家Stephane Leduc在其所著的《生命的机理》(The Mechanism of Life)一书中提出，在该书中其试图利用物理学理论解释生物起源和进化规律，认为“构成生物体的是其形态”，并归纳为“合成生物学是对形状和结构的合成”。随着分子系统生物学的发展，2000年E.Kool在美国化学年会上重新提出来，2003年国际上将合成生物学定义为基于系统生物学的遗传工程和工程方法的人工生物系统研究，从基因片段、DNA分子、基因调控网络与信号传导路径到细胞的人工设计与合成，将工程学原理与方法应用于遗传工程与细胞工程等生物技术领域。合成生物学是指人们将“基因”连接成网络，让细胞来完成设计人员设想的各种任务。所以合成生物学也被称为“细胞工厂”。

2009-2011年，中国、美国和英国三国的科学院和工程院共同组织了历史性的“三国六院”合成生物学系列会议，全 面讨论合成生物学的内涵、意义、技术、平台和政策。此后，主要发达国家纷纷制定并发布了相关发展路线图和战略报告。例如，英国的《合成生物学路线图(2012)》,美国的《半导体合成生物学路线图(2018)》、《工程生物学:下一代生物经济的研究路线图(2019)》、《微生物组工程:下一代生物经济研究路线图(2020)》、《工程生物学与材料科学:跨学科创新研究路线图(2021)、《气候与可持续发展的工程生物学研究路线图(2022)》,澳大利亚的《国家合成生物学路线图(2021)》,加拿大的《工程生物学白皮书(2020)》等。内容主要涉及生物经济和宏观国家战略，领域覆盖半导体合成生物学、微生物组学、生物材料、国防和气候变化等方面。

中国高度重视合成生物学的发展。科学技术部从973计划和863计划的前期布局到“十三五”重 点专项的系统性布局，以及“十四五”规划的强化支持，极大地提升了中国合成生物学研究实力，使中国成为国际合成生物学领域的主要力量之一。

新时期，生物制造与生物经济被列为国家战略，迅速成为全社会的关注点。国家发展改革委员会发布了中国首部生物经济规划《“十四五”生物经济发展规划》，科学技术部部署了合成生物学、绿色制造、生物与信息融合(BT与IT融合)等多个重 点研发专项，一些地方政府也纷纷设立合成生物学和生物制造专项，部分地区还设立了政策配套的产业园区，培育了一大批初创企业和上市公司，投资人也踊跃跟进。“合成生物学-生物技术-生物制造-生物经济”主轴正在为实现科技强国和人类共同发展目标奏响一支新的主旋律。