合成生物学は、（自己）制御方式で事前に定義した機能を実行できる標準化コンポーネントから人工の生きたバイオマシンのエンジニアリングに関連しています。 生物学に工学的原理を導入するために、さまざまな研究戦略や学際的な取り組みが追求されている。 トップダウン」戦略は、自然界に存在する驚くほど多様な天然部品を利用して、予測・制御可能な特性を持つ遺伝・代謝・シグナル伝達ネットワークの合成組成を構築するものである。 このアプリケーション主導型のアプローチにより、医薬品、バイオ燃料、バイオマテリアル、ファインケミカルを生産する生きた工場や、生体内の病状を自律的に検知・治療する能力を持つ人工細胞をベースとした生きた錠剤が生み出されるのです。 一方、ボトムアップ戦略とは、生物システムをゼロから設計し、自然界に存在しない人工的な生物体を合成することによって、既存の生物システムからの独立を目指すものである。 より知識主導型のアプローチで、自己組織化、自己複製、自己持続性などの基本的な生命現象を実現する最小限の生命システムの再構築を研究している。 また、合成ヌクレオチドやアミノ酸などの人工的な生物学的ユニットの合成や、それらを生きた細胞の中で高分子化することは、現在、天然生物系と人工生物系の境界を定めています。 特に、完全なゲノムをin vitroで設計、合成し、宿主細胞に導入することは、合成生物学の未来を指し示すものである。