天体生物学是生命科学的终极研究，这门跨学科的研究， 探讨宇宙中生命不同的范畴，包括： 研究地球生命的起源、 派遣太空船搜寻太阳系其他行星的生命迹象、 探测或探讨地外太阳系及其他星系存在生命的可能性、 以至为人类未来移居太空作出准备。
为何地球如此特别？
地球和太阳的距离实在恰到好处， 是唯一处于太阳系中可居住地带的行星。在这生命带中， 像地球般质量大小的行星才得以保存大气层和液态水，以地球来说，它的质量使它刚好维持大气中较重的气体如二氧化碳、 氮和氧。这可是非常重要的， 因为假如质量小些的话， 它就会好像月球嶙峋表面一样，无法把空气抓住，相反，假如质量大一些，就会把所有气体都困在大气层中，使环境变化无常，生物难以适应。碳、 氢、 氮和氧这些化学元素是生命的必要一环，而它们都需要液态水来进行重要的生化作用。因此，液态水的存在往往被视为生命的先决条件， 探测其存在与否正是目前太空天体生物任务的目标。
生物如何在地球出现？
我们知道，要生物可以在地球存在，地球首先要具备有利条件，让能自我复制的分子产生， 使生命资讯可代代相传，而最先产生的很可能是氨基酸或核糖核酸的链状分子。这些分子随后被薄膜包裹，形成初期的细胞， 并得以在受隔绝和控制的环境下继续进行复制。这类生物可能在深海中的热液火山口处演化， 那里的熔液含有丰富还原化学物， 提供了生长和复制所需的能量；又或在地球表面受地温加热的浅水处演化，从阳光或水中的化学物中攫取能源。从微体化石的证据显示，细胞早于约3.5 亿年前便已存在，它们竟和现时在温泉中发现的微生物十分类似。这些温泉和地球早期生命环境足可比拟，天体生物学家更以此研究其他行星孕育原始生命的可能性。
有生源说
一直以来，人类对火星这颗最接近地球的行星充满好奇，现时正有两艘探测器在火星面进行探索。其中一个首要目的，是寻找火星液态水过去或现在留下的痕迹，因为如果液态水真的曾存在一段时间，可能足以使生命演化。大部分科学家相信火星现时已死，但之前可能曾有生命存在过，并遗留下了化学或化石证据等生物标记 。至于在太阳系中地球以外最可能有生物尚存的地方，莫过于木星的卫星木卫二。它的面层虽然万里冰封，但底层的海洋可能具有让生命演化的条件。假如我们在其他行星找到生命存在的证据，便可进一步印证有生源说理论。这个理论认为，细胞或能自我复制的分子在小行星内存在，它们在行星中穿梭往来， 散播生命的种子。
天体生物学对人类未来的影响
每个人都可能曾经想过，有朝一日会否真的遇上有智慧的外星人。天体生物学的另一究科目， 是透过寻找地外智慧生命计划 (SETI) 试图接收外星文明发出的无线电讯号。虽然至今并无所获，但别忘记人类最早发出的无线电波，现时也只不过走了约50 光年的距离， 因此要收到外星人的讯息，可能还要一段时间。我们知道，有朝一日太阳会把整个太阳系毁灭，人类最终也要迁往其他行星居住， 因此，人类和与其赖以生存其他生物，如何能适应外太空及外星世界的生活，也是天体生物学的一个重要课题。
