Nie znaleziono jakichkolwiek jednoznacznych i potwierdzonych dowodów na istnienie życia poza Ziemią. Prace badawcze związane z poszukiwaniem choćby najprostszych form organicznych ograniczają się jedynie do meteorytów oraz próbek zebranych w misjach kosmicznych.
Astrobiologia rozpatruje możliwości istnienia życia pozaziemskiego opartego zarówno na białkach, innych związkach organicznych, a także innych niż węgiel pierwiastkach (np. krzem, fluor), powstającego w różnych płynnych środowiskach (głównie w wodzie, ale również w występujących w stanie płynnym w określonych temperaturach: wodorze, metanie, amoniaku czy siarce).
Ponieważ hipotetyczne życie pozaziemskie nie musi mieć znanej z Ziemi postaci białkowej, do definiowania go nie jest używana biologiczna definicja życia, lecz trafniejsze jest odwołanie się do definicji cybernetycznej, bądź termodynamicznej.
Do miejsc w Układzie Słonecznym, gdzie według niektórych naukowców mogłoby istnieć życie, należą:
Mars (możliwe życie na powierzchni planety, w regolicie lub w głębszych skałach),
księżyc Jowisza – Europa lub Saturna – Enceladus (życie w oceanie pod skorupą satelity),
księżyc Saturna – Tytan (życie na powierzchni satelity, lecz wykorzystujące inny niż woda rozpuszczalnik),
górna warstwa atmosfery Wenus.
Poza Układem Słonecznym odkryto planety ziemiopodobne np. Kepler-10b, która krąży wokół gwiazdy Kepler-10.
W praktyce poszukiwanie form życia pozaziemskiego ogranicza się do hipotetycznego typowania planet pozasłonecznych znajdujących się w ekosferze gwiazd, często przy wykorzystaniu matematycznego modelu równań pochodnych równaniu Drake'a, na przykład opracowanego niedawno statystycznego równania Drake'a autorstwa Claudio Maccone.
