生体の遺伝情報翻訳系を、試験管などの生体外の条件下で再構成し、設計した鋳型RNAを添加することにより、目的とするたんぱく質を効率よく合成する技術。現在は、大腸菌、小麦胚芽、ウサギ網状赤血球から調製された無細胞たんぱく質合成液が用いられている。最近、翻訳阻害物質が含まれた小麦の胚乳部分を除去し、胚芽のリボソームなどを効率よく利用することによって、実用的な調製法としての小麦胚芽無細胞たんぱく質合成システムが確立され、それを応用したたんぱく質自動合成装置も開発された。