L'astrobiologie pose une question fondamentale : existe-t-il de la vie ailleurs dans l'univers ? Elle ne se limite pas aux extraterrestres. Ce domaine étudie comment la vie est apparue sur Terre, les conditions nécessaires à son développement et où ces conditions pourraient exister au-delà de notre planète. Il combine biologie, chimie, géologie, astronomie et planétologie.

Les recherches portent sur l'eau, le carbone et l'énergie. L'eau liquide est le solvant le plus prometteur pour la vie telle que nous la connaissons. Le carbone constitue les molécules complexes indispensables à la vie. Les sources d'énergie, de la lumière solaire aux gradients chimiques, alimentent le métabolisme. Les astrobiologistes recherchent ces éléments sur Mars, dans les océans souterrains d'Europe et d'Encelade, ainsi que dans les atmosphères des exoplanètes.

Ce domaine étudie également les extrêmophiles, des organismes terrestres qui survivent dans les sources hydrothermales bouillonnantes, les lacs acides et les déchets radioactifs. Ces créatures élargissent le spectre des environnements où la vie pourrait exister. Elles contribuent également à la conception d'instruments de recherche de biosignatures, ces traces chimiques laissées par les êtres vivants.

Aucune preuve définitive de vie extraterrestre n'a été trouvée. Les recherches se poursuivent car la question est trop importante pour être ignorée.