Astrobioloogia ehk bioastronoomia ehk eksobioloogia ehk ksenobioloogia uurib elu tekke ja päritolu, elu evolutsiooni, leviku ja tulevikuga seotud küsimusi universumis. Hõlmab nii maapealse eluga kui ka võimaliku maavälise eluga seotud küsimusi.
Tänapäeva astrobioloogia sisaldab paljude teadusharude (astronoomia, füüsika, keemia, bioloogia, paleontoloogia, okeanograafia, mikrobioloogia, geoloogia, geofüüsika, geneetika jt) omavahelist koostööd ja kokkupuutepunkte. Teaduslikus fantastikas räägitakse sageli ksenobioloogiast kui teadusharust, mis on spetsialiseerunud maaväliste eluvormide uurimisele empiirilisel alusel.