La biología sintética se refiere a la ingeniería de biomáquinas vivas hechas por el hombre a partir de componentes estandarizados que pueden realizar funciones predefinidas de manera (auto)controlada. Para aplicar los principios de la ingeniería a la biología se siguen diferentes estrategias de investigación y esfuerzos interdisciplinarios. La estrategia «descendente» aprovecha la increíble diversidad de piezas naturales existentes en la naturaleza para construir composiciones sintéticas de redes genéticas, metabólicas o de señalización con propiedades predecibles y controlables. Este enfoque, principalmente orientado a la aplicación, da lugar a fábricas vivas que producen fármacos, biocombustibles, biomateriales y productos químicos finos, y da lugar a píldoras vivas basadas en células de ingeniería con capacidad para detectar y tratar de forma autónoma estados de enfermedad in vivo. En cambio, la estrategia «ascendente» busca independizarse de los sistemas vivos existentes diseñando sistemas biológicos desde cero y sintetizando entidades biológicas artificiales que no se encuentran en la naturaleza. Este enfoque, más orientado al conocimiento, investiga la reconstrucción de sistemas biológicos mínimos capaces de realizar fenómenos biológicos básicos, como la autoorganización, la autorreplicación y la autosostenibilidad. Además, la síntesis de unidades biológicas artificiales, como los nucleótidos o los aminoácidos sintéticos, y su implementación en polímeros dentro de las células vivas establecen actualmente los límites entre los sistemas biológicos naturales y artificiales. En particular, el diseño in vitro, la síntesis y la transferencia de genomas completos a células huésped apuntan al futuro de la biología sintética: la creación de células de diseño con propiedades deseables a medida para la biomedicina y la biotecnología.