Les molécules organiques contiennent du carbone, qui est un élément de base de la vie telle que nous la connaissons. Les observations du Milieu Interstellaire montrent que des molécules organiques, telles que des précurseurs d’acides aminés simples, sont présentes dans l'espace. Des molécules organiques, incluant un acide aminé, ont également été trouvées dans les comètes et les météorites. Il est très probable que de telles molécules étaient déjà présentes dans le gaz et la poussière à partir desquels notre Système Solaire s'est formé.
Alors que la plupart des organismes vivants sur Terre est sensible aux conditions environnementales, certains organismes, les extrêmophiles, ont survécu dans des conditions extrêmes, ce qui montre que la vie peut exister là où on s'y attend le moins. Ces organismes peuvent être très résistants à une large gamme de températures, pressions, pH et exposition aux rayonnements. Certains d'entre eux vivent dans des endroits tels que les déserts, les pôles, au fond de l'océan, sans la croute ou même dans les volcans. L'un des organismes les plus résistants connus peut survivre dans des conditions de vide. Ces faits sont des motifs prudents d'optimisme en ce qui concerne la possibilité de vie sur d'autres planètes ou lunes, qui présentent souvent des conditions environnementales relativement difficiles.
L'eau liquide est un facteur clé pour le développement de la vie telle que nous la connaissons. Pour cette raison, la recherche d'eau liquide sur d'autres planètes et leurs lunes a été un objectif important dans la recherche de la vie extraterrestre. Au fil des ans, des traces potentielles d'eau liquide ont été découvertes à la surface de Mars, ajoutant au débat de longue date sur son existence sur cette planète. Bien que les preuves de la présence actuelle d'eau liquide sur Mars soient fortement débattues, des traces potentielles soutiennent l'idée que des formes de vie simples peuvent avoir existé. S'il y a actuellement de l'eau liquide profondément sous la surface de Mars, il y a un potentiel pour que la vie existe.
Parmi les nombreuses lunes en orbite autour des planètes géantes du Système Solaire, certaines partagent des caractéristiques avec les planètes terrestres, telles qu’atmosphères denses et activité volcanique. Europa, l'une des plus grandes lunes de Jupiter, a une surface gelée qui pourrait recouvrir un océan liquide. Les scientifiques pensent que cet océan pourrait fournir les bonnes conditions pour que des formes de vie simples existent. Un autre candidat pour accueillir la vie simple est Titan,. La plus grande lune de Saturne. Titan est riche en composés organiques complexes, a une atmosphère dense, du méthane liquide à la surface et on a lancé l’hypothèse de la présence d'un océan d'eau souterraine.
Depuis la découverte de la première planète en orbite autour d'une autre étoile, des milliers de planètes en orbite autour d'étoiles autres que le Soleil, appelées exoplanètes, ont été détectées. Le nombre d'exoplanètes découvertes continue d'augmenter à un rythme accéléré, et nous sommes maintenant en mesure de caractériser la population d'exoplanètes dans le voisinage solaire.
Les exoplanètes présentent un large éventail de propriétés physiques et orbitales. Avec des masses allant de celle de Mercure à plusieurs fois celle de Jupiter, les exoplanètes peuvent avoir un rayon de plusieurs centaines de kilomètres à plusieurs fois le rayon de Jupiter. Les périodes orbitales des exoplanètes peuvent être aussi courtes que quelques heures, et leurs excentricités peuvent être aussi élevées que celles d'une comète du Système Solaire. La plupart des exoplanètes se trouvent généralement dans des systèmes composés de plusieurs planètes en orbite autour de la même étoile.
En poussant la précision des méthodes de détection, nous sommes maintenant en mesure de trouver des planètes avec une masse aussi faible qu'une masse terrestre et une taille d'environ 1 rayon terrestre. Nos recherches jusqu'à présent, aussi limitées soient-elles, ont montré que le voisinage Solaire regorge de planètes. Certaines de ces planètes orbitent même à l'intérieur de la zone dite habitable autour de l'étoile hôte. Selon la définition, une planète en orbite à l'intérieur de la zone habitable reçoit juste la bonne quantité de rayonnement de son étoile pour permettre l'existence d'eau liquide à sa surface.
Une façon de rechercher des civilisations extraterrestres consiste à rechercher des signaux qui ne pourraient être produits naturellement par aucun phénomène astronomique connu. La recherche systématique de tels signaux est connue sous le nom de Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI). Jusqu'à présent, aucun signal de ce type n'a été trouvé, mais les antennes SETI continuent de balayer le ciel, à la recherche de tout indice de vie avancée au-delà de la Terre
