합성생물학의 비약적인 발전은 유전체 정보와 분자생물학에 대한 이해가 높아지고 DNA를 합성하는 비용이 획기적으로 낮아진 데에 기인한다. 최근에는 빅데이터 분석을 통한 생체 시스템의 시뮬레이션과 같은 최신 기술에 접목하고 있으며, 이를 토대로 바이오 프로세스의 개발데 드는 시간과 비용을 단축하려는 연구가 활발하다.
합성생물학의 비약적인 발전은 유전체 정보와 분자생물학에 대한 이해가 높아지고 DNA 합성기술이 발전함에 따라 DNA를 합성하는 비용이 획기적으로 낮아진 데에 기인한다. 분자생물학의 한 분야로 파생된 합성생물학은 1953년 DNA의 분자구조 규명과 함께 시작되었다. 1970년대에는 대장균에 다른 생물의 DNA를 이식하여 단백질 치료제를 생산하는 유전자재조합 기술이 개발되면서 바이오산업으로 발전했다. 180만 염기쌍으로 구성된 미생물의 유전체가 1995년에 최초로 밝혀진 이래, 최근에는 한 해에도 수천 종의 미생물 유전체가 밝혀지고 있다. 유전체 정보가 축적되고 DNA 기능들을 표준화된 부품으로 확보하자는 아이디어를 기반으로 표준화된 생물 부품들을 조합하여 더 복잡한 모듈을 개발함으로써 세포 기능을 효과적으로 설계하려는 합성생물학 기술이 시작되었다. 2000년대를 거쳐 최근에는 빅데이터 분석을 통한 DNA의 설계, 자동화된 DNA의 합성, 머신러닝 등을 통한 유전체 기능 분석 및 데이터 시각화를 통한 생체 시스템의 시뮬레이션과 같은 최신 기술에 접목하고 있으며, 이를 토대로 바이오 프로세스의 개발에 드는 시간과 비용을 획기적으로 단축하려는 연구도 활발하게 진행되고 있다.