Astrobiologija je proučavanje potencijala za život izvan granica planeta Zemlje. Uključuje nekoliko znanstvenih disciplina, uključujući biologiju, kemiju, astrologiju i geologiju. Nekoliko fakulteta i sveučilišta ima programe astrobiologije, za ljude koji se žele usredotočiti na proučavanje ove grane znanosti, a astrobiologija se također proučava u agencijama poput Nacionalne uprave za aeronautiku i svemir (NASA).
U znanstvenoj zajednici postoji određena rasprava o astrobiologiji. Neki istraživači smatraju da bi se ljudi trebali usredotočiti na život na Zemlji, kao i na probleme s kojima se susreću organizmi na Zemlji, a ne na potencijal za život izvan granica Zemlje. Drugi gledaju niz nos na astrobiologiju jer se na nju gleda kao na rubnu znanost koja se uvelike oslanja na teorije, pretpostavke i ekstrapolacije. Međutim, neki smatraju da je astrobiologija važno polje proučavanja i da bi mogla dati tragove o budućnosti života na Zemlji, kao i općenito u svemiru.
Istraživači u ovom području proučavaju povijest, evoluciju i prirodu života na Zemlji kako bi saznali više o potencijalu za život u svemiru. Promatrajući život na Zemlji, astrobiolozi mogu razmišljati o parametrima koji bi se mogli koristiti za sužavanje potrage za životom na drugim mjestima. Primjerice, uvriježeno je mišljenje da je voda neophodna za održavanje života, pa su istraživači posebno zainteresirani za objekte u svemiru u kojima se nalaze naslage vode. Zanimljiva su i pitanja poput blizine zvijezde planetu na kojem bi se mogao smjestiti život.
Osim što promatraju život na Zemlji i pokušavaju napraviti projekcije o budućnosti evolucije, astrobiolozi također gledaju u zvijezde. Proučavaju objekte izvađene iz svemira, kao što je materijal s Mjeseca, kao i fotografije udaljenih planeta i drugih objekata u svemiru. Proučavajući takve artefakte, nadaju se da će otkriti tragove života, ili barem znakove da je život nekada bio prisutan, čak i ako više nije aktivan.
Proučavanje vanzemaljskih oblika života također zahtijeva neke izazove za osnove biologije. Na primjer, stanične strukture koje su neophodne za život na Zemlji mogu biti potpuno različite u drugim kutovima svemira, a temeljni građevinski blokovi za život također mogu biti prilično različiti. To znači da je astrobiologija ponekad u suprotnosti s drugim područjima znanosti, budući da istraživači žele imati otvoren um u pogledu oblika života.