אסטרוביולוגיה (מיוונית: ἄστρον, אסטרון- כוכבים, βίοςλογία, ביולוגיה- מדע החיים) היא מדע העוסק בחקר אפשרות קיום חייםמחוץ לכדור הארץ.
אסטרוביולוגיה היא ענף חדש יחסית שהתפתח עם התרחבות מושגיו של האדם על גודל ממדיו של היקום. מדע זה שואף להניח תשתית לחקר קיומן (או אי-קיומן) של צורות חיים מחוץ לכדור הארץ על ידי מציאת התנאים ההכרחיים לקיום של חיים, לפחות אלו מהסוג המוכר לנו. המחקר האסטרוביולוגי הוא רב-תחומי, וכלולים בו נושאים מתחומי הביולוגיה, הכימיה, הפיזיקה, האסטרונומיה, האסטרופיזיקה ועוד.
עד למחצית השנייה של המאה ה-20, נושא חקר חיים מחוץ לכדור הארץ היה נחלתם של סופרי המדע הבדיוני, שוחרי העב"מים ומאמיני העידן החדש. רק עם תחילת חקר החלל החלו מדענים להתייחס ברצינות לאפשרות חיים חוצניים.
האסטרוביולוגים החוקרים את הנושא שואלים שאלות כגון:
מהם חיים?
כיצד החלו החיים על פני כדור הארץ?
אילו סביבות יכולות לתמוך בחיים?
לשאלה אם יש חיים בעולמות אחרים יש השלכות מרחיקות לכת, גם בתחום המדע וגם בתחום הפילוסופיה והדת.
פרויקטים לחיפוש חיים מחוץ לכדור הארץ, כגון פרויקט סט"י, הם בעלי חשיבות גדולה לעוסקים באסטרוביולוגיה, אם כי נמצאים מחוץ לתחומיה.
הוכח בניסויים שמבחינה ביוכימית, יסודות יציבים בטבלה המחזורית אשר מקיימים אינטראקציה כימית בדומה לפחמן, יכולים להחליף בהדרגה את אטומי הפחמן ברוב הפעולות הדרושות לקיום חיים בנוסח המוכר על פני כדור הארץ, המבוסס על פחמן. לפיכך, חיים יכולים להיווצר בכוכב לכת המכיל שפע של צורן.
המערך הגדול מאוד של טלסקופי רדיו בניו מקסיקו המשמשים לתצפית אסטרונומית בתחום הרדיו.אסטרונומיה (מיוונית: הלחם של המילים άστρον, אסטרון – כוכב, ו-νόμος, נומוס – חוקי התנועה) היא מדע החוקר את התנועה, המבנה, ההתהוות וההתפתחות של גרמי השמים, מערכת השמש, והיקום. האסטרונומיה נחשבת לאחד מן המדעים העתיקים ביותר בעולם, וישנן עדויות ארכאולוגיות ברורות לעיסוק באסטרונומיה כבר בערש הציוויליזציה, בשנת 4000 לפניה"ס, בשומר המוסופטמית. בתחילה, שימשה האסטרונומיה כמדע תצפיתי שעזר בקביעת לוח השנה וכבסיס לאסטרולוגיה. עם התקדמות הזמן עלו תאוריות שונות לגבי מבנה היקום, כגון המודל הגאוצנטרי על פיו כדור הארץ נמצא במרכז היקום ומופתה כיפת השמים. לאחר נפילת האימפריה הרומית עבר לפיד האסטרונומיה לערבים (עם עליית האסלאם). הערבים החלו בתקופה זו במחקר אסטרונומי רב היקף שלא נראה עד אותה תקופה, ועד היום רוב הכוכבים ששמם לא נקבע לפי מערכת מתן שמות מסודרת, שמם ערבי. האסטרונומיה עברה מהפך בתקופת הרנסאנס, כאשר תגליותיהם של גלילאו גלילי, ניקולאוס קופרניקוס ויוהאנס קפלר פתחו את הצוהר לתאוריה החדשה באסטרונומיה, התאוריה ההליוצנטרית לפיה השמש במרכז מערכת השמש וכדור הארץ ושאר גרמי השמים סבים סביבה. פריצת הדרך המשמעותית ביותר באסטרונומיה הייתה המצאתו של הטלסקופ, שאיפשרה לחקור ולצפות בגרמי השמיים ביתר דיוק והבנה. אחד הטלסקופים המשמעותיים ביותר בחקר החלל הוא טלסקופ החלל האבל. כיום נחשבת האסטרונומיה לתחום התצפיתי של האסטרופיזיקה.
