Astrochimia este un domeniu al științei care studiază atomii și moleculele din spațiu și reacțiile care au loc între ei. Acest tip de studiu le permite cercetătorilor să înțeleagă mai multe despre modul în care se formează planetele și stelele. În timp ce odată se credea că nu există nimic în spațiile din jurul stelelor și planetelor, acum se recunoaște că se găsesc numeroase molecule. Unele dintre acestea sunt familiare pe Pământ, cum ar fi hidrogenul, iar alte substanțe chimice există doar în spațiu. Se crede că cercetările astrochimice privind comportamentul moleculelor în spațiu ar putea oferi indicii despre originile vieții pe Pământ.
Primii astronomi au folosit telescoape care puteau vedea doar obiectele care emiteau lumină în intervalul vizibil al spectrului. Ulterior, oamenii de știință au descoperit că obiectele din spațiu ar putea emite, de asemenea, radiații electromagnetice din alte părți, nevizibile, ale spectrului, inclusiv microunde, infraroșu, ultraviolete, gamma, raze X și unde radio. Tehnicile de cercetare astrochimică folosesc radiotelescoape speciale pentru a detecta undele radio, care sunt emise de gaze și stele. Informațiile din acestea sunt combinate cu descoperirile de la alte instrumente și telescoape, care acoperă alte zone ale spectrului, pentru a construi o imagine completă a chimiei spațiului.
S-au făcut progrese în studiul astrochimiei odată cu apariția telescoapelor care nu sunt limitate la Pământ, deoarece nu toate lungimile de undă diferite ale radiației electromagnetice pot călători prin atmosfera Pământului. Lumina vizibilă ajunge la suprafața Pământului, norii permițând, la fel ca undele radio, unele microunde și unele radiații infraroșii. Telescoapele ultraviolete și cu raze X trebuie poziționate în spațiu deoarece ozonul absoarbe aceste tipuri de radiații. Razele gamma pot fi detectate de instrumente bazate pe satelit sau, uneori, de modificările pe care le fac atunci când interacționează cu atmosfera Pământului.
În urma cercetărilor astrochimice asupra prafului dintre stele, au fost recunoscute multe molecule diferite și au fost analizate procesele care au dus la crearea lor. Analiza astrochimiei norilor de praf giganți din spațiu și compararea lor cu reacțiile moleculare de pe Pământ le permit oamenilor de știință să înțeleagă cum s-a dezvoltat chimia Pământului. Cercetarea proceselor prin care se formează structuri chimice mai complicate ar trebui să ofere o mai bună înțelegere a chimiei implicate în formarea planetelor și a stelelor. Cercetătorii în astrochimie studiază, de asemenea, crearea de molecule complexe care sunt bogate în carbon, asemănătoare formelor de viață terestre, care ar putea oferi informații despre cum a început viața pe Pământ. Dacă aceste molecule complexe sunt capabile să își aibă originea în spațiu, ar părea mai probabil ca viața să existe în alte locuri decât Pământul.