Astrobiologija yra gyvybės potencialo už Žemės planetos ribų tyrimas. Ji apima keletą mokslo disciplinų, įskaitant biologiją, chemiją, astrologiją ir geologiją. Keletas kolegijų ir universitetų turi astrobiologijos programas, skirtas žmonėms, norintiems sutelkti dėmesį į šios mokslų šakos studijas, o astrobiologija taip pat studijuojama tokiose agentūrose kaip Nacionalinė aeronautikos ir kosmoso administracija (NASA).
Mokslo bendruomenėje vyksta tam tikros diskusijos dėl astrobiologijos. Kai kurie tyrinėtojai mano, kad žmonės turėtų sutelkti dėmesį į gyvybę Žemėje, taip pat į problemas, su kuriomis susiduria organizmai Žemėje, o ne į gyvybės potencialą už Žemės ribų. Kiti žiūri į astrobiologiją, nes į ją žiūrima kaip į pakraščio mokslą, labai pasikliaujantį teorijomis, prielaidomis ir ekstrapoliacija. Tačiau kai kurie mano, kad astrobiologija yra svarbi studijų sritis ir kad ji gali suteikti užuominų apie gyvybės ateitį Žemėje ir visatoje apskritai.
Šios srities mokslininkai tiria gyvybės Žemėje istoriją, evoliuciją ir prigimtį, siekdami daugiau sužinoti apie gyvybės potencialą visatoje. Žvelgdami į Žemės gyvenimą, astrobiologai gali galvoti apie parametrus, kurie galėtų būti naudojami siekiant susiaurinti gyvybės paieškas kitose vietose. Pavyzdžiui, dažniausiai manoma, kad vanduo yra būtinas gyvybei palaikyti, todėl tyrėjus ypač domina erdvėje esantys objektai, kuriuose yra vandens telkinių. Taip pat domina tokios problemos kaip žvaigždės artumas planetai, kurioje galėtų būti gyvybė.
Be to, kad astrobiologai žiūri į gyvybę Žemėje ir bando daryti prognozes apie evoliucijos ateitį, astrobiologai taip pat žvelgia į žvaigždes. Jie tyrinėja iš kosmoso paimtus objektus, pavyzdžiui, Mėnulio medžiagą, taip pat tolimų planetų ir kitų erdvėje esančių objektų nuotraukas. Tyrinėdami tokius artefaktus, jie tikisi aptikti gyvybės pėdsakus ar bent požymius, kad gyvybė kadaise egzistavo, net jei ji nebeaktyvi.
Svetimų gyvybės formų tyrimas taip pat reikalauja tam tikrų iššūkių biologijos pagrindams. Pavyzdžiui, gyvybei Žemėje būtinos ląstelių struktūros kituose visatos kampeliuose gali būti visiškai skirtingos, o pagrindiniai gyvybės elementai taip pat gali būti gana skirtingi. Tai reiškia, kad astrobiologija kartais prieštarauja kitoms mokslų sritims, nes mokslininkai nori išlaikyti atvirą požiūrį į tai, kokias formas gali įgauti gyvybė.