20世纪80年代最初的动因是探索生物形态发生的遗传与进化机理，以及疾病发生的复杂机理与治疗和工程设计与制造人工生物体和机器。从生物拓扑学、图论和中医药现代化的切入点进入了90年代探索系统生物学及其医学、生物工程应用的概念、原理、方法和体系。

因为，基因差异表达分析、生物信息技术和基因工程方法，以及纳米生物技术、基因组学技术和系统科学理论、数学和计算机方法均已经建立；故而，起于1996年，尤其1999年大规模倡导，包括生物医学工程、分子生物技术、生命科学和系统科学、计算机科学、纳米技术等不同领域的科学家，探讨理论与实验结合、计算与工程方法整合研究生物系统与人工生物系统 - 即，系统生物学与合成生物学的兴起。