Merja Penttilä (f. 1956) har varit forskningsprofessor i bioteknologi vid Teknologiska forskningscentralen VTT sedan 1999. Från och med början av 2016 har hon också varit professor i syntetisk biologi på deltid vid Aalto-universitetet.

Penttiläs centrala forskningsobjekt är att utveckla nya produktionsprocesser som ersätter fossila råvaror. Forskningen har fokuserat på s.k. cellfabriker, levande mikrober, vars verksamhet förstås och bearbetas så att de producerar biobaserade produkter till exempel för energi-, hälso- och materialapplikationer.

Penttilä har haft ett mycket omfattande samarbete med inhemska och internationella företag i arbetet med att utveckla nya tillämpningar som revolutionerar branscherna. Hon har under hela sin karriär byggt upp en dialog och ett samarbete mellan forskningen och industrin. Hon har skapat ekosystemet Synbio Powerhouse, som förenar forskning, industri och investerare inom syntetisk biologi.

Penttilä disputerade vid Helsingfors universitet 1987. Vid VTT har hon under åren 2000–2017 varit verksam som bl.a. direktör, vice direktör och gruppledare för Finlands Akademis spetsforskningsenheter. Hon har lett forskning i EU-projekt och även i stora projekt som finansierats av stiftelser. Hon har fungerat som sakkunnig i kommittéer vid flera inhemska och internationella institut.

Penttilä beviljades Charles D. Scott Award år 2019 (Society for Industrial Microbiology and Biotechnology, USA) och the Wihuri International Prize år 2012.

Penttilä tilldelades titeln akademiker inom vetenskap 2023.