Astrobiologi merupakan kajian asal-usul, evolusi, pengagihan dan masa hadapan kehidupan dalam alam semesta, iaitu kehidupan di luar bumi (hidupan extraterrestrial) dan kehidupan di Bumi. Bidang ini merangkumi kajian persekitaran yang mampu didiami dalam sistem Suria dan planet yang mampu didiami di luar sistem Suria, untuk mencari bukti prebiotik kimia, maklumat makmal dan kajian lapangan tentang asal-usul serta evolusi kehidupan awal di Bumi. Malah astrobiologi turut meliputi kajian potensi hidupan dalam menyesuaikan diri dengan halangan di Bumi dan di angkasa lepas.[2] Astrobiologi juga menangani persoalan kewujudan kehidupan di luar muka Bumi dan cara-cara manusia mampu mengesannya sekiranya kewujudannya dikenal pasti.[3] (Istilah exobiologi mempunyai definisi yang sama tetapi merangkumi aspek yang lebih spesifik - meliputi kajian di luar muka Bumi melalui penyelidikan kesan persekitaran ruang angkasa terhadap organisma hidup.)[4]Astrobiology menggunakan ilmu fizik, kimia, astronomi, biologi, biologi molekul, ekologi, sains planet, geografi, dan geologi untuk mengkaji kemungkinan kehidupan di dunia lain, di samping membantu mengiktiraf kemungkinan kewujudan biosfera lain yang berbeza selain Bumi.[5][6] Astrobiology juga menyiasat data saintifik yang diperoleh dari alam semesta yang mungkin menyangkal asas teori fizik, kimis dan biologi. Walaupun pandangan ini hanya spekulasi, astrobiologi secara amnya mengkaji hipotesis yang mampu disuaikan dan diselarikan dengan teori saintifik yang sedia ada. Bumi merupakan satu-satunya tempat dalam alam semesta yang menyokong kewujudan kehidupan.[7][8] Walau bagaimanapun, kajian terkini dalam sains planetari telah mengubah andaian asas tersebut tentang kewujudan hidupan dalam alam semseta melalui anggaran zon yang mampu didiami di bintang lain dan kemungkinan kewujudan mikrob di ruang angkasa.[9] Kemungkian kewujudan kehidupan di Marikh sama ada pada masa dahulu atau sekarang merupkan salah satu bidang kajian astrobiologi.