인구의 지속적인 증가는 식량 자원 확보의 문제로 이어진다. 따라서 농업에 대한 합성생물학의 활용은 많은 사람들에게 식량을 공급하고, 농업의 효율성을 높이는 것에 중점을 두고 있다. 또한 합성생물학은 바이오 산업, 의약물질 생산 등 다양한 분야에서 활용되어 사람들에게 도움을 줄 수 있다.
현재 세계 인구 9명 중 1명은 기아로 시달리고 있으며, 인구의 지속적인 증가 추세로 지구의 자원이 한계에 이를 것으로 예측된다. 인구증가에 따른 농경지의 감소 및 기후변화는 경작지와 농업 생산량의 감소로 이어져 식량 부족의 문제로 이어질 수 있다. 따라서 식량 자원의 생산성 향상이 필요하며, 이를 위하여 생산성이 향상된 농작물과 가축의 개량이 필요하다. 농업과 합성생물학에 대한 논의는 더 많은 사람에게 식량을 공급하고 농업에 대한 다른 요구를 수용하기 위해 효율성을 높이는 데 중점을 두고 있다. 질병에 대한 저항력 증가로 농작물의 손실을 줄임으로써 단위면적당 더 높은 수확량으로 작물을 생산할 수 있다. 또한, 일차적인 식량의 공급뿐만 아니라 농업 응용 생물 경제 전략으로 세계 인구에게 공급할 수 있는 연료를 위한 바이오매스를 포함한 바이오 기반 산업의 원료를 제공하기 위해 농업의 확장이 필요하다. 또한 기존의 생물에서는 제한적으로 생산되던 고가의 의약물질을 합성생물학을 통해 단시간에 대량으로 생산한다면, 질병으로 인해 고통받는 많은 사람에게 도움이 될 수 있다.