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天体生物学（英语：astrobiology），旧称外空生物学（xenobiology），是一门研究在宇宙中生命起源、生物演化、分布和未来发展的交叉学科，并不只限于地外生物，或包括对地球生物的研究。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，研究太阳系除地球外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。 地外生物学（exobiology）是天体生物学的子集，研究范围较为专门：包括在地球以外寻找生命，以及地外环境对生物的影响。
天体生物学综合物理学、化学、生物学、分子生物学、生态学、行星科学、地理学与地质学多个方面，焦点研究在探讨生命的起源、散布和演进，探讨在其他世界是否可能有生命存在，帮助辨识与地球生物圈环境不同的其他生物圈。英文中的“astrobiology”来自希腊语的αστρον（astron= 星体），βιος（bios= 生命），以及 λογος（logos= 词/科学）。一些天体生物学的研究课题包括：
*什么是生命？
*生命怎样在地球诞生？
*生命能忍受怎样的环境？
*我们怎样才能决定生命有否在其他星球上存在？能找到复杂生命体的机会有多大？
*在其他星球上，构成生命的基本物质会是什么？（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。
==发现==
水熊虫（Hypsibius dujardini）是迄今唯一能在外太空生存的地球生物。
现时缓步动物门物种是天体生物学家的重点研究对象，因为它们是迄今唯一能在外太空生存的地球生物，甚至有科学家怀疑它们本身就是从外太空（例如：火星）来到地球的地外生物。
天体生物学综合物理学、化学、生物学、分子生物学、生态学、行星科学、地理学与地质学多个方面，焦点研究在探讨生命的起源、散布和演进，探讨在其他世界是否可能有生命存在，帮助辨识与地球生物圈环境不同的其他生物圈。英文中的“astrobiology”来自希腊语的αστρον（astron= 星体），βιος（bios= 生命），以及 λογος（logos= 词/科学）。一些天体生物学的研究课题包括：
*什么是生命？
*生命怎样在地球诞生？
*生命能忍受怎样的环境？
*我们怎样才能决定生命有否在其他星球上存在？能找到复杂生命体的机会有多大？
*在其他星球上，构成生命的基本物质会是什么？（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。
==发现==
水熊虫（Hypsibius dujardini）是迄今唯一能在外太空生存的地球生物。
现时缓步动物门物种是天体生物学家的重点研究对象，因为它们是迄今唯一能在外太空生存的地球生物，甚至有科学家怀疑它们本身就是从外太空（例如：火星）来到地球的地外生物。