İnsanlığın bilgisindeki bu boşlukları doldurmak için, Dünya'daki yaşamın kökenini ve evrimini, ayrıca başka yerlerde mümkün olan çeşitli yaşam biçimlerini inceleyen bir bilim dalı olarak astrobiyoloji ortaya çıktı. NASA astrobiyolojiyi evrendeki yaşamın kökeninin, evriminin, dağılımının ve geleceğinin incelenmesi olarak tanımladı. Sık kullanılan diğer tanımlar, evrendeki yaşamın incelenmesi veya yaşamın kozmik bağlamda incelenmesidir. Bu anlamda, astrobiyologlar hem "Yeryüzündeki yaşamın tarihi ve geleceği nedir?" hem de "Başka bir yerde yaşam var mı?" sorularının peşinden giderler.