Moleculele organice conțin carbon, care este un element de bază al vieții așa cum o cunoaștem. Observațiile asupra Mediului Interstelar arată că moleculele organice, precum precursorii aminoacizilor simpli, sunt prezente în spațiu. De asemenea, molecule organice, inclusiv un aminoacid, au fost găsite în comete și meteoriți. Este foarte probabil ca astfel de molecule să fi fost deja prezente în gazul și praful din care s-a format sistemul nostru solar.
În timp ce majoritatea formelor de viață de pe Pământ sunt sensibile la condițiile de mediu, s-a descoperit că unele organisme, extremofilele, supraviețuiesc în condiții extreme, arătând că viața poate exista acolo unde ne așteptăm cel mai puțin. Aceste organisme pot fi foarte rezistente la o gamă largă de valori pentru temperatură, presiune, pH și la expunere la radiații. Unele dintre acestea trăiesc în locuri precum deșerturi, la poli, în adâncul oceanului, în interiorul scoarței terestre sau chiar în vulcani. Unul dintre cele mai rezistente organisme cunoscute poate supraviețui în condiții de vid. Aceste dovezi sunt motive prudente pentru optimism atunci când vine vorba de posibilitatea vieții pe alte planete sau sateliți planetari, care prezintă adesea condiții de mediu relativ dure.
Apa lichidă este un factor cheie pentru dezvoltarea vieții așa cum o cunoaștem. Din acest motiv, căutarea apei lichide pe alte planete și pe sateliti planetari ai lor a fost un obiectiv important în căutarea vieții extraterestre. De-a lungul anilor, pe suprafața lui Marte au fost găsite potențiale urme de apă lichidă, conducând la dezbaterii de lungă durată despre existența sa pe această planetă. Deși dovezile pentru prezența actuală a apei lichide pe Marte sunt puternic dezbătute, potențialele urme oferă sprijin pentru ideea că formele de viață simple ar fi putut exista. Dacă în prezent există apă lichidă, la adâncime, sub suprafața lui Marte, există potențialul de a exista viață.
Printre numeroși sateliti planetari care orbitează în jurul planetelor gigantice ale Sistemului Solar, unele împrumută caracteristici de la planetele terestre, cum ar fi atmosferele dense și activitatea vulcanică. Europa, una dintre cele mai mari sateliți planetari ai lui Jupiter, are o suprafață înghețată care ar putea acoperi un ocean lichid. Oamenii de știință cred că acest ocean ar putea oferi condițiile potrivite pentru existența unor forme de viață simple. Un alt candidat pentru a găzdui viața simplă este Titan, cel mai mare satelit planetar al lui Saturn. Titanul este bogat în compuși organici complecși, are o atmosferă densă, metan lichid la suprafață și s-a emis ipoteza că are un ocean de apă subterană.
De la descoperirea primei planete care orbitează în jurul unei alte stele, au fost detectate mii de planete care orbitează stele, altele decât Soarele, numite exoplanete. Numărul de exoplanete descoperite continuă să crească într-un ritm accelerat, iar acum suntem capabili să caracterizăm populația de exoplanete din vecinătatea solară.
Exoplanetele prezintă o gamă largă de proprietăți fizice și orbitale. Cu mase care variază de la cea a lui Mercur până la de câteva ori mai mare decât cea a lui Jupiter, exoplanetele pot avea o rază de sute de kilometri până la de câteva ori mai mare decât raza lui Jupiter. Perioadele orbitale ale exoplanetelor pot fi de doar câteva ore, iar excentricitățile lor pot fi la fel de mari ca cele ale unei comete din Sistemul Solar. Cele mai multe exoplanete tind să se găsească în sisteme, compuse din mai multe planete care orbitează în jurul aceleiași stele.
Forțând precizia metodelor de detectare, acum suntem capabili să găsim planete cu o masă mai mică decât cea a Pământului și o dimensiune aproximativ egală cu raza Pământului. Căutările noastre de până acum, oricât de limitate sunt, au arătat că vecinătatea Solară este plină de planete. Unele dintre aceste planete chiar orbitează în interiorul așa-numitei zone locuibile din jurul stelei gazdă. Pe baza definiției, o planetă care orbitează în interiorul zonei locuibile primește exact cantitatea potrivită de radiație de la stea sa, pentru a permite existența apei lichide pe suprafața sa.
O modalitate de a căuta civilizații extraterestre este de a căuta semnale care nu ar putea fi produse în mod natural de vreun fenomen astronomic cunoscut. Căutarea sistematică a unor astfel de semnale este cunoscută sub numele de Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI). Până acum, nu au fost găsite astfel de semnale, dar SETI continuă să scaneze cerul, căutând orice indiciu al vieții avansate în jurul Pământului.
