Η αστροβιολογία είναι η μελέτη των δυνατοτήτων ζωής πέρα από τα όρια του πλανήτη Γη. Ενσωματώνει διάφορους επιστημονικούς κλάδους, συμπεριλαμβανομένης της βιολογίας, της χημείας, της αστρολογίας και της γεωλογίας. Αρκετά κολέγια και πανεπιστήμια διαθέτουν προγράμματα αστροβιολογίας, για άτομα που επιθυμούν να επικεντρωθούν στη μελέτη αυτού του κλάδου των επιστημών και η αστροβιολογία μελετάται επίσης σε φορείς όπως η Εθνική Υπηρεσία Αεροναυτικής και Διαστήματος (NASA).
Στην επιστημονική κοινότητα, υπάρχει κάποια συζήτηση σχετικά με την αστροβιολογία. Μερικοί ερευνητές πιστεύουν ότι οι άνθρωποι πρέπει να εστιάζουν στη ζωή στη Γη, καθώς και στα προβλήματα που αντιμετωπίζουν οι οργανισμοί στη Γη, και όχι στο δυναμικό για ζωή πέρα από τα όρια της Γης. Άλλοι κοιτούν τη μύτη τους στην αστροβιολογία επειδή θεωρείται ως επιστήμη περιθωρίου, στηριζόμενη σε μεγάλο βαθμό σε θεωρίες, υποθέσεις και παρεκτάσεις. Ωστόσο, κάποιοι πιστεύουν ότι η αστροβιολογία είναι ένα σημαντικό πεδίο μελέτης και ότι θα μπορούσε να δώσει ενδείξεις για το μέλλον της ζωής στη Γη καθώς και στο σύμπαν γενικότερα.
Οι ερευνητές σε αυτόν τον τομέα μελετούν την ιστορία, την εξέλιξη και τη φύση της ζωής στη Γη, προκειμένου να μάθουν περισσότερα για τις δυνατότητες ζωής στο σύμπαν. Κοιτάζοντας τη ζωή της Γης, οι αστροβιολόγοι μπορούν να σκεφτούν παραμέτρους που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για να περιορίσουν την αναζήτηση ζωής σε άλλα μέρη. Για παράδειγμα, συνήθως πιστεύεται ότι το νερό είναι απαραίτητο για τη στήριξη της ζωής, επομένως οι ερευνητές ενδιαφέρονται ιδιαίτερα για αντικείμενα στο διάστημα που φιλοξενούν αποθέσεις νερού. Θέματα όπως η εγγύτητα ενός αστέρα σε έναν πλανήτη που θα μπορούσε να φιλοξενήσει ζωή έχουν επίσης ενδιαφέρον.
Εκτός από την εξέταση της ζωής στη Γη και την προσπάθεια να κάνουν προβολές για το μέλλον της εξέλιξης, οι αστροβιολόγοι κοιτούν επίσης τα αστέρια. Μελετούν αντικείμενα που έχουν ληφθεί από το διάστημα, όπως υλικό από το φεγγάρι, καθώς και φωτογραφίες μακρινών πλανητών και άλλων αντικειμένων στο διάστημα. Μελετώντας τέτοια τεχνουργήματα, ελπίζουν να εντοπίσουν ίχνη ζωής ή τουλάχιστον σημάδια ότι η ζωή ήταν κάποτε παρούσα, ακόμα κι αν δεν είναι πλέον ενεργή.
Η μελέτη των εξωγήινων μορφών ζωής απαιτεί επίσης κάποιες προκλήσεις στα θεμελιώδη στοιχεία της βιολογίας. Για παράδειγμα, οι κυτταρικές δομές που είναι απαραίτητες για τη ζωή στη Γη μπορεί να είναι εντελώς διαφορετικές σε άλλες γωνιές του σύμπαντος, και τα θεμελιώδη δομικά στοιχεία για τη ζωή μπορεί επίσης να είναι αρκετά διακριτά. Αυτό σημαίνει ότι η αστροβιολογία μερικές φορές έρχεται σε αντίθεση με άλλα πεδία των επιστημών, καθώς οι ερευνητές επιθυμούν να έχουν ανοιχτό μυαλό σχετικά με τις μορφές που μπορεί να πάρει η ζωή.