В экспериментальном плане она использует возможности космонавтики для изучения солнечной системы, а также методы астрономии и радиоастрономии для изучения органической составляющей межзвездной среды и поиска планетных систем, подобных солнечной системе. Основные проблемы астробиологии - изучение обстоятельств зарождения и развития жизни на земле, выяснение граничных условий органической жизни, поиск жизни на планетах солнечной системы, исследование химической (предбиологической) эволюции органического вещества. Одним из способов решить некоторые проблемы астробиологии представляется поиск внеземных цивилизаций.