以核苷或单核苷酸为原料并且不依靠任何天然模板或引物，采用有机合成反应或酶促合成反应进行的寡核苷酸或核酸大分子的合成。在核酸的理论研究和实际应用上人工合成是一个重要的手段。1957～1965年H.G.科拉纳等人设计并合成了由一种、两种或 3种脱氧核苷酸组成的重复顺序的脱氧寡核苷酸片段，并以此为模板用DNA聚合酶和RNA聚合酶进一步复制和转录，得到了具有对应的互补顺序的长链人工信使核糖核酸(mRNA)，再用这种人工mRNA在无细胞体系中进行蛋白质合成。通过分析这样得到的多肽产物的氨基酸顺序和与模板中核苷酸顺序的对应关系破译了遗传密码。人工合成基因促进了基因工程的发展。如1977年，坂仓等人首先合成了生长激素释放抑制因子的基因，并使之在大肠杆菌中实现了表达，得到了在大肠杆菌中原来并不存在的活性肽（十四肽）。此后，一系列多肽和蛋白质基因，如胰岛素、干扰素和生长激素等的基因相继被合成，并得到了很好的表达，使得这些原来只能从动物组织中得到的含量不多的蛋白质能以细菌发酵的办法大量生产。