Η μοριακή βιολογία έχει αποτελέσει κατά μεγάλο μέρος αναγωγική επιστήμη, που συνάγει συμπεράσματα για τη λειτουργία των έμβιων συστημάτων διαλύοντάς τα στα συστατικά τους μέρη.
Ένας αυξανόμενος αριθμός συνθετικών βιολόγων ακολουθεί μια διαφορετική προσέγγιση: οικοδομεί μηχανές από εναλλάξιμα τμήματα DNA. Οι διατάξεις λειτουργούν μέσα σε ζωντανά κύτταρα, από τα οποία εφοδιάζονται ενέργεια, πρώτες ύλες και την ικανότητα να κινούνται και να αναπαράγονται.
Η συνθετική βιολογία έχει ήδη δημιουργήσει μικρόβια με μια ποικιλία από αφύσικες εξαιρετικές ικανότητες. Μερικά παράγουν πολύπλοκα χημικά συστατικά φαρμάκων, άλλα συνθέτουν τεχνητά αμινοξέα, απομακρύνουν βαρέα μέταλλα από υδάτινα απόβλητα ή επιτελούν απλή δυαδική λογική.
