Exobiologie ist das Studium potenzieller Lebensformen außerhalb der Umwelt der Erde. Obwohl Exobiologen noch keinen endgültigen Beweis für außerirdisches Leben gefunden haben, verbringen sie ihre Zeit damit, nach diesem Beweis zu suchen und herauszufinden, wie Leben möglicherweise anderswo im Universum überleben könnte. Exobiologen können eng mit staatlichen Weltraumbehörden zusammenarbeiten.
Der Ursprung des Lebens ist für Exobiologen von großem Interesse, die die Evolutionstheorie in ihren Studien verwenden. Jedes wissenschaftliche Gebiet, das die Entstehung von Leben und die Interaktion mit seiner Umwelt beleuchten kann, spielt in der Exobiologie eine Rolle. Genetiker, Mikrobiologen und sogar nicht-biologische Experten wie Geologen können in der Exobiologie Karriere machen.
Genetiker und Evolutionsbiologen können die existierenden genetischen Formen von Organismen auf der Erde studieren, diese Überlebensmechanismen in den Kontext der Umwelt stellen und verschiedene Theorien aufstellen, wie Organismen auf verschiedenen Planeten leben können. Mikrobiologen betreten das Gebiet der Exobiologie, weil ihr Fachgebiet, Mikroben, auf der ganzen Welt in verschiedenen Umgebungen zu finden sind. Eine wichtige Quelle nützlicher exobiologischer Informationen sind Details von Bakterien und anderen mikroskopischen Organismen, die im Gegensatz zu jeder anderen Form von Organismen in extremen Umgebungen leben.
Ungewöhnliche Lebensformen auf der Erde können einen Exobiologen auch über potenzielle Wege für die Entwicklung und das Gedeihen von Leben informieren. Zum Beispiel liefern Bakterien, die mit Arsen, einem normalerweise giftigen Metall, wachsen können, Exobiologen einen Mechanismus, um Theorien darüber zu entwickeln, wie ähnliche Lebensformen in Umgebungen mit ähnlichen Bedingungen wachsen könnten. Bakterien, die bei extrem heißen Temperaturen leben, können auch Informationen darüber liefern, wie Leben in den frühen Tagen eines erdähnlichen Planeten überleben konnte, wo frühes Leben mit ähnlichen Temperaturen zu kämpfen hatte.
Ein Exobiologe könnte auch Proben aus dem Weltraum untersuchen, von Meteoriten bis hin zu Gesteinsproben direkt vom Mond oder Planeten wie dem Mars. Möglicherweise hat er auch die verräterischen Fossilienspuren prähistorischer Organismen auf Gesteinen der Erde erforscht und diese zum Vergleich der Probengesteine verwendet, um mögliche fossile Überreste zu identifizieren. Die Daten, die ein Exobiologe auf der Erde sammelt, sind wertvoll, um herauszufinden, welche Markierungen auf einem fremden Felsen bedeuten könnten.
Exobiologen können sich auch auf die Interpretation von Bildern anderer Planetenkörper spezialisieren. Sie können möglicherweise Anzeichen von Wasserquellen oder Meeren erkennen, auch wenn sie uralt sind. Einige Exobiologen untersuchen auch die Konzentrationen bestimmter Elemente auf anderen Planeten, um beispielsweise herauszufinden, ob die Zusammensetzung der Atmosphäre auf das Vorhandensein von Leben hinweist. Bis 2011 konnten Exobiologen noch keine endgültigen Beweise für Leben außerhalb der Erde finden, und Interpretationen potenzieller Lebenszeichen können umstritten sein.