天體生物學，以及外層生物學的相關領域，是研究宇宙中生命起源、早期演化、分布和未來的跨學科科學領域。 天體生物學是研究宇宙中生命產生、分布和演化的確定性條件和偶然事件的多學科領域。

天體生物學利用分子生物學、生物物理學、生物化學、化學、天文學、物理宇宙學、系外行星學、地質學、古生物學和生態學來研究其他世界存在生命的可能性，并幫助識別可能與地球上不同的生物圈。 生命的起源和早期演化是天體生物學學科不可分割的一部分。 天體生物學關注現有科學數據的解釋，雖然推測是為了提供背景，但天體生物學主要關注與現有科學理論完全吻合的假設。

這個跨學科領域包括研究行星系統的起源、太空中有機化合物的起源、巖石-水-碳相互作用、地球上的自然發生、行星宜居性、用于生命探測的生物特征研究以及生命適應環境的潛力研究 地球和外層空間的挑戰。

生物化學可能在 138 億年前的大爆炸之后不久就開始了，當時宇宙只有 10-17 百萬年，是一個宜居的時代。 根據生源論假說，微觀生命——分布于流星體、小行星和其他太陽系小天體——可能存在于整個宇宙。 根據 2015 年 8 月發表的研究，非常大的星系可能比銀河系這樣的小星系更有利于宜居行星的產生和發展。 盡管如此，地球是宇宙中xxx已知存在生命的地方。 對其他恒星周圍宜居帶的估計，有時被稱為宜居帶，以及數以千計的太陽系外行星的發現和對地球上極端棲息地的新見解，表明宇宙中可能存在比認為可能的更多宜居的地方，直到 最近。

好奇號和毅力號探測器目前對火星的研究正在尋找古代生命的證據以及與可能適合居住的古代河流或湖泊相關的平原。 在火星上尋找宜居性、埋藏學（與化石有關）和有機分子的證據現在是美國宇航局和歐空局的主要目標。

即使從未發現地外生命，天體生物學的跨學科性質，以及由此產生的宇宙和進化觀點，仍可能在地球上帶來一系列好處。

天體生物學一詞最早由俄（蘇）天文學家加夫里爾·季霍夫于1953年提出。 β?ο?, 傳記, 生命; 和 -λογ?α, -logia, 學習。 天體生物學的同義詞多種多樣。 然而，同義詞的結構與它的發展中隱含的最重要的科學有關：天文學和生物學。 一個相近的同義詞是來自希臘語 ?ξω 的 exobiology，外部的； BTο?, bios, 生活; 和 λογ?α, -logia, 學習。 外星生物學一詞是由分子生物學家和諾貝爾獎獲得者約書亞萊德伯格創造的。 地外生物學被認為范圍狹窄，僅限于尋找地球以外的生命，而天體生物學的學科范圍更廣，研究生命與宇宙之間的聯系，包括尋找地外生命，也包括對地球上生命的研究 地球，它的起源、演化和極限。

過去使用的另一個術語是 xenobiology，（外國人的生物學）1954 年科幻作家羅伯特海因萊因在他的作品 The Star Beast 中使用的一個詞。 外星生物學一詞現在在更專業的意義上使用，指的是基于外來化學的生物學，無論是外星還是地球（可能是合成的）起源。 由于在實驗室中已經創建了與某些生命過程類似的替代化學，因此外星生物學現在被認為是一門現存的學科。

雖然它是一個新興和發展中的領域，但宇宙中其他地方是否存在生命的問題是一個可驗證的假設，因此是一個有效的科學探究路線。 盡管一度被認為處于科學研究的主流之外，但天體生物學已成為一個正式的研究領域。 行星科學家 David Grinspoon 將天體生物學稱為自然哲學領域，以已知科學理論中對未知事物的推測為基礎。 NASA 對外星生物學的興趣始于美國太空計劃的發展。 1959 年，NASA 資助了它的xxx個外星生物學項目，1960 年，NASA 成立了外星生物學計劃，該計劃現在是 NASA 當前天體生物學計劃的四個主要組成部分之一。