Astrokemija je područje znanosti koje proučava atome i molekule u svemiru te reakcije koje se događaju između njih. Ova vrsta istraživanja omogućuje istraživačima da razumiju više o tome kako nastaju planeti i zvijezde. Dok se nekoć smatralo da ništa ne postoji u prostorima koji okružuju zvijezde i planete, sada je poznato da se mogu pronaći brojne molekule. Neki od njih su poznati na Zemlji, kao što je vodik, a druge kemikalije postoje samo u svemiru. Smatra se da bi astrokemijsko istraživanje ponašanja molekula u svemiru moglo dati tragove o podrijetlu života na Zemlji.
Rani astronomi koristili su teleskope koji su mogli vidjeti samo objekte koji emitiraju svjetlost u vidljivom rasponu spektra. Kasnije su znanstvenici otkrili da objekti u svemiru također mogu emitirati elektromagnetsko zračenje iz drugih, nevidljivih, dijelova spektra, uključujući mikrovalove, infracrvene, ultraljubičaste, gama, X-zrake i radio valove. Astrokemijske istraživačke tehnike koriste posebne radioteleskope za otkrivanje radio valova koje emitiraju plinovi i zvijezde. Informacije iz njih kombiniraju se s nalazima drugih instrumenata i teleskopa, koji pokrivaju druga područja spektra, kako bi se izgradila potpuna slika kemije svemira.
Napredak u proučavanju astrokemije postignut je pojavom teleskopa koji nisu ograničeni na Zemlju, jer ne mogu sve različite valne duljine elektromagnetskog zračenja putovati kroz Zemljinu atmosferu. Vidljiva svjetlost dopire do Zemljine površine, oblaci dopuštaju, kao i radio valovi, neki mikrovalni i neki infracrveno zračenje. Ultraljubičaste i rendgenske teleskope treba postaviti u svemir jer ozon apsorbira ove vrste zračenja. Gama zrake mogu se detektirati satelitskim instrumentima ili, ponekad, promjenama koje naprave u interakciji sa Zemljinom atmosferom.
Nakon astrokemijskih istraživanja prašine između zvijezda, prepoznate su mnoge različite molekule i analizirani su procesi koji su doveli do njihova nastanka. Analiza astrokemije divovskih oblaka prašine u svemiru i njihova usporedba s molekularnim reakcijama na Zemlji omogućuju znanstvenicima razumjeti kako se Zemljina kemija razvijala. Istraživanje procesa u kojima nastaju složenije kemijske strukture trebalo bi dati bolje razumijevanje kemije uključene u stvaranje planeta i zvijezda. Istraživači astrokemije također proučavaju stvaranje složenih molekula koje su bogate ugljikom, slično zemaljskim oblicima života, što bi moglo pružiti uvid u to kako je život na Zemlji počeo. Ako ove složene molekule mogu nastati u svemiru, čini se vjerojatnijim da život postoji i na drugim mjestima osim na Zemlji.