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天體生物學（英语：astrobiology），在天体物理学上，指研究天体上存在生物的条件及探测天体上是否有生物存在的学科。地外生物学（exobiology），又称外空生物学（xenobiology），在天文学中，是研究太阳系其他行星及其卫星上和其他恒星的行星系上可能存在生命现象的理论，以及探讨探测方法和手段的交叉学科。
天體生物學綜合天文學、生物學與地質學几方面。其研究焦點在探討生命的起源、散佈和演進。英文中的「astrobiology」來自希臘語的αστρον（astron= 星体），βιος（bios= 生命），以及 λογος（logos= 词/科学）。
一些天體生物學的研究課題包括：
- 什麼是生命？
- 生命怎樣在地球誕生？
- 生命能忍受怎樣的環境？
- 我們怎樣才能決定生命有否在其他星球上存在？能找到複雜生命體的機會有多大？
- 在其他星球上，構成生命的基本物質會是什麼？（是否基于脱氧核糖核酸/碳？生理学？）
在科幻小说中，也可以发现外空生物学和宇宙生物学的术语，虽然这些术语通常是指推测性的外星生命的生物学。
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