合成生物學是一門發展迅猛的前沿交叉學科。合成生物學（Synthetic biology）是一門匯集生物學、基因組學、工程學和信息學等多種學科的交叉學科，其實現的技術路徑是運用系統生物學和工程學原理，以基因組和生化分子合成為基礎，綜合生物化學、生物物理和生物信息等技術，旨在設計、改造、重建生物分子、生物元件和生物分化過程，以構建具有生命活性的生物元件、系統以及人造細胞或生物體。1980 年，Barbara Hobom 開始使用“合成生物學”這一概念來表述基因重組技術，隨著基因合成技術、基因測序技術等在 20 世紀八十年代、九十年代不斷成熟，對生命的研究進入了基因組時代，也為合成生物學的發展奠定了實質性的、全面的物質基礎。合成生物學在進入 21 世紀后發展迅猛，2004 年美國 MIT 出版的《技術評論》就把合成生物學選為將改變世界的十大技術之一；2010 年合成生物學位列《Science》雜志評出的十大科學突破第 2 名和《Nature》雜志盤點的 12 件重大科學事件第 4 名；2013 年國際著名咨詢機構麥肯錫公司將合成生物學評為能夠引起人類生活以及全球經濟發生革命性進展的顛覆性科技。
生物制造是合成生物學的重要應用場景。合成生物學被廣泛應用于各種產業，在推動科學革命的同時，合成生物學技術正快速向實用化、產業化方向發展。合成生物學技術應用涵蓋平臺開發、醫藥、化工、能源、食品和農業等重點領域，簡單來看，合成生物學能夠改造的生命體包括動物、植物、微生物（細胞），但是動物和植物都是更加復雜的生命系統，以目前的技術手段難以實現理想的結果，因此通過改造微生物（細胞）來進行發酵生產（即生物制造）成為合成生物學最先落地也是近年來最重要的應用場景。
生物制造有望成為對標化工的龐大產業。生物制造作為一種革命性的生產方式，以改造后生物體作為高效細胞微工廠，進行定向化、高效化、大規模化物質加工與轉化，為社會發展提供工業商品。根據麥肯錫的數據，原則上全球經濟物質投入中的 60%可由生物產生，加之其生產過程綠色、條件溫和、原材料取得便利，未來發展空間非常廣闊。生物制造具有高效、清潔、可再生等特點，是綠色、低碳、可持續的經濟發展模式，在能源、化工等領域具有改變世界工業格局的潛力。根據白宮簡報《拜登總統將啟動國家生物技術和生物制造計劃》，到本世紀末，生物制造可能占全球制造業產出的三分之一以上，價值接近 30 萬億美元。盡管生物制造產業還有很長的路要走，但我們認為其有望發展成為對標化工的龐大產業。
