合成生物化学研究中心（CSB）汇集了微生物学、合成生物学、材料化学、代谢工程及分析化学等领域的诸多青年人才，组建了多个交叉的研究课题组。中心以合成生物学为基础，以市场需求和地区战略为导向，致力于开发新型的合成生物化学理论及方法，利用前沿的合成生物学技术改造自然界（植物，真菌，动物）业已存在的天然代谢途径，并引入工程微生物中，基于廉价原料制备有价值的天然或非天然产物。
基于大数据及机器学习的蛋白质定向进化
生物合成，结构酶学，酶分子设计
合成代谢的构建与机制解析
新型生物技术平台及发酵过程的优化与放大
药用植物和人体微生物组天然产物的化学生物学研究
专注于微生物与高等真核生物（人类、植物、昆虫、线虫）之间的相互作用，结合生物信息学、天然产物化学以及合成生物学，从生物进化规律和天然产物生态功能的角度，解构自然生态现象，涵盖从化学多样性探索到活性产物功能评估，以期在探索自然的过程中为药物先导化合物的发现和改造提供新的灵感。
细胞代谢的系统生物学研究，聚焦基于代谢网络的全细胞数学建模