As molécula orgânicas contêm carbono, que é um bloco de construção básico para a vida como a conhecemos. Observações do meio interestelar mostram que moléculas orgânicas, como precursores de aminoácidos simples, estão presentes no Espaço. Moléculas orgânicas, incluindo um aminoácido, também foram encontradas em cometas e meteoritos. É muito provável que tais moléculas já estivessem presentes no gás e na poeira dos quais se formou o Sistema Solar.
Enquanto a maioria da vida na Terra é sensível às condições ambientais, alguns organismos, designados por extremófilos, são capazes de sobreviver em condições extremas, mostrando que a vida pode existir onde menos se espera. Estes organismos podem ser muito resistentes a uma grande variedade de temperatura, pressão, pH e exposição à radiação. Alguns vivem em lugares como desertos, polos, nas profundezas do oceano, dentro da crusta ou mesmo em vulcões. Um dos organismos mais resilientes que se conhecem consegue sobreviver no vácuo. Estes factos permitem um otimismo cauteloso no que concerne à possibilidade de vida noutros planetas ou luas, que frequentemente apresentam condições ambientais comparativamente inóspitas.
A água líquida é um fator chave no desenvolvimento da vida como a conhecemos. Por esta razão, a procura de água líquida noutros planetas e suas luas tem sido um importante objetivo na procura de vida extraterrestre. Ao longo dos anos, foram encontrados vestígios potenciais de água líquida na superfície de Marte, contribuindo para o longo debate sobre a sua existência neste planeta. Apesar de a evidência para a atual presença de água líquida em Marte ser fortemente debatida, vestígios potenciais apoiam a ideia de que formas de vida simples podem ter existido. Se existir atualmente água líquida em profundidade sob a superfície de Marte, há potencial para a existência de vida.
Entre as muitas luas que orbitam os planetas gigantes do Sistema Solar, algumas partilham características com os planetas terrestres, como atmosferas densas e atividade vulcânica. Europa, uma das maiores luas de Júpiter, tem uma superfície gelada que poderá estar a cobrir um oceano líquido. Os cientistas acreditam que este oceano poderá fornecer as condições certas para a existência de formas de vida simples. Outro candidato para albergar formas de vida simples é Titã, a maior lua de Saturno. Titã é rica em compostos orgânicos complexos, tem uma atmosfera densa, metano líquido na superfície, e tem sido colocada a hipótese de ter um oceano de água sob a superfície.
Desde a descoberta do primeiro planeta a orbitar outra estrela foram detetados milhares de planetas a orbitar outras estrelas que não o Sol, os chamados exoplanetas. O número de exoplanetas descobertos continua a aumentar a passo acelerado, e somos agora capazes de caracterizar a população de exoplanetas na vizinhança do Sol.
Os exoplanetas mostram uma grande amplitude de propriedades físicas e orbitais. Com massas que variam entre a de Mercúrio e várias vezes a de Júpiter, os exoplanetas podem ter raios de centenas de quilómetros até várias vezes o raio de Júpiter. Os períodos orbitais dos exoplanetas podem ser tão curtos quanto algumas horas e as suas excentricidades podem ser tão elevadas quanto as de um cometa do Sistema Solar. A maioria dos exoplanetas é encontrada em sistemas, compostos por vários planetas a orbitar a mesma estrela.
Ao aumentar a precisão dos métodos de deteção, somos agora capazes de encontrar planetas com uma massa tão pequena quanto uma massa terrestre e um tamanho aproximado ao raio da Terra. A nossa procura até hoje, limitada como é, mostrou que a vizinhança solar está repleta de planetas. Alguns destes planetas orbitam dentro da chamada zona habitável em torno da sua estrela. Com base na definição, um planeta que orbite dentro da zona habitável recebe a quantidade certa de radiação da sua estrela para permitir a existência de água líquida na sua superfície.
Um modo de procurar civilizações extraterrestres é procurar sinais que não poderiam ser produzidos naturalmente por nenhum fenómeno astronómico conhecido. A busca sistemática por tais sinais é conhecida como “Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI)” (em português, Procura por Inteligência Extraterrestre). Até agora, nenhum desses sinais foi encontrado, mas a SETI continua a rastrear o céu, na busca de qualquer indício de vida evoluída para além da Terra.
