I astrobiologi benyttes fysikk, kjemi, astronomi, biologi, molekylærbiologi, biokjemi, økologi, planetologi, geografi og geologi for å undersøke muligheten for liv i andre verdener og for å hjelpe til med gjenkjenningen av biosfærer som kan være svært forskjellige fra Jordens. Men astrobiologi i seg selv baserer seg på eksisterende vitenskapelige data; gitt mer detaljerte og pålitelige data fra andre deler av universet, kan det teoretiske grunnlaget for biologi, fysikk og kjemi utfordres av astrobiologi. Det florerer mange spekulasjoner i fagfeltet for å gi et helhetsbilde, og astrobiologi fokuserer hovedsakelig på hypoteser som passer godt inn i eksisterende vitenskapelige teorier.