När Shatner frågade om Cmdr Hadfield twittrade från rymden svarade astronauten: " Ja, Standard Orbit, kapten. Och vi ser tecken på liv på ytan."
Budskapet syftar förmodligen på jorden.
Cmdr Hadfield anlände till den internationella rymdstationen den 21 december för ett fem månaders uppdrag.
Utbytet, som astronaut Buzz Aldrin också deltog i, gladde Star Trek fans.
Rymd- och vetenskapsbloggaren Jason Major tweetade: "Ser ut som @WilliamShatner har öppnat en anropsfrekvens till #ISS och @Cmdr-Hadfield svarade! #cool", som reaktion på Twitter utbyte.
Cmdr Hadfield har twittrat bilder av jorden, inklusive fotografier av snötäckta risfält i Japan och Italiens kust.
Kanadensiska rymdorganisationen har erbjudit sig att ordna en live tweeting-session mellan skådespelaren och astronauten.
Kanadensisk astronaut Chris Hadfield har bytt tweets från rymden med William Shatner, som spelade kapten Kirk i Star Trek.