Η εξωβιολογία είναι η μελέτη πιθανών μορφών ζωής εκτός του περιβάλλοντος της Γης. Παρόλο που οι εξωβιολόγοι δεν έχουν βρει ακόμη οριστική απόδειξη εξωγήινης ζωής, περνούν το χρόνο τους αναζητώντας αυτήν την απόδειξη και ανακαλύπτοντας τους τρόπους με τους οποίους η ζωή θα μπορούσε ενδεχομένως να επιβιώσει αλλού στο σύμπαν. Οι εξωβιολόγοι μπορούν να συνεργαστούν στενά με κυβερνητικές διαστημικές υπηρεσίες.
Η προέλευση της ζωής έχει μεγάλο ενδιαφέρον για τους εξωβιολόγους, οι οποίοι χρησιμοποιούν την εξελικτική θεωρία στις μελέτες τους. Οποιοδήποτε επιστημονικό πεδίο που μπορεί να ρίξει οποιοδήποτε φως στον τρόπο με τον οποίο η ζωή προέρχεται και αλληλεπιδρά με το περιβάλλον της, παίζει ρόλο στην εξωβιολογία. Γενετιστές, μικροβιολόγοι και ακόμη και μη βιολογικοί εμπειρογνώμονες όπως οι γεωλόγοι μπορούν να κάνουν καριέρα στην εξωβιολογία.
Οι γενετιστές και οι εξελικτικοί βιολόγοι μπορούν να μελετήσουν τις υπάρχουσες γενετικές μορφές οργανισμών στη Γη, να βάλουν αυτούς τους μηχανισμούς επιβίωσης στο πλαίσιο του περιβάλλοντος και να παρουσιάσουν διαφορετικές θεωρίες για το πώς οι οργανισμοί μπορούν να ζήσουν σε διαφορετικούς πλανήτες. Οι μικροβιολόγοι εισέρχονται στον τομέα της εξωβιολογίας επειδή ο τομέας της εμπειρίας τους, τα μικρόβια, βρίσκονται σε όλο τον πλανήτη σε διάφορα περιβάλλοντα. Μια σημαντική πηγή χρήσιμων πληροφοριών εξωβιολογίας προέρχεται από λεπτομέρειες βακτηρίων και άλλων μικροσκοπικών οργανισμών που ζουν σε ακραία περιβάλλοντα, σε αντίθεση με οποιαδήποτε άλλη μορφή οργανισμού.
Οι ασυνήθιστες μορφές ζωής στη Γη μπορούν επίσης να ενημερώσουν έναν εξωβιολόγο για πιθανές οδούς ανάπτυξης και ανάπτυξης της ζωής. Για παράδειγμα, βακτήρια που μπορούν να αναπτυχθούν χρησιμοποιώντας αρσενικό, ένα μέταλλο που είναι συνήθως τοξικό, παρέχει έναν μηχανισμό στους εξωβιολόγους για να θεωρητικοποιήσουν πώς παρόμοιες μορφές ζωής θα μπορούσαν να αναπτυχθούν σε περιβάλλοντα παρόμοιων συνθηκών. Τα βακτήρια που ζουν σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες μπορούν επίσης να παρέχουν πληροφορίες για το πώς η ζωή θα μπορούσε να επιβιώσει τις πρώτες μέρες ενός πλανήτη που μοιάζει με τη Γη, όπου η πρώιμη ζωή έπρεπε να αντιμετωπίσει παρόμοιες θερμοκρασίες.
Ένας εξωβιολόγος μπορεί επίσης να είναι σε θέση να επιθεωρήσει δείγματα από το διάστημα, από μετεωρίτες έως δείγματα βράχων απευθείας από το φεγγάρι ή πλανήτες όπως ο Άρης. Μπορεί επίσης να έχει ερευνήσει τα απολιθώματα που αφήνουν προϊστορικοί οργανισμοί σε βράχους από τη Γη και να τα χρησιμοποιήσει για να συγκρίνει τα δείγματα πετρωμάτων προκειμένου να εντοπίσει πιθανά απολιθώματα. Τα δεδομένα που συλλέγει ένας εξωβιολόγος στη Γη είναι πολύτιμα για να καταλάβουμε τι σημάδια μπορεί να αντιπροσωπεύουν ένας εξωγήινος βράχος.
Οι εξωβιολόγοι μπορούν επίσης να ειδικευτούν στην ερμηνεία εικόνων που έχουν ληφθεί από άλλα πλανητικά σώματα. Μπορεί να είναι σε θέση να εντοπίσουν σημάδια πηγών νερού ή θαλασσών, ακόμη και αν είναι αρχαία. Ορισμένοι εξωβιολόγοι μελετούν επίσης τις συγκεντρώσεις ορισμένων στοιχείων σε άλλους πλανήτες για να καταλάβουν, για παράδειγμα, εάν η σύνθεση της ατμόσφαιρας υποδηλώνει την παρουσία κάποιας ζωής. Από το 2011, οι εξωβιολόγοι δεν είχαν ακόμη μπορέσει να βρουν οριστικά στοιχεία για ζωή εκτός Γης και οι ερμηνείες των πιθανών σημείων ζωής μπορεί να είναι αμφιλεγόμενες.