i , -logia, „badania”. Inne nazwy astrobiologii powstają z użycia innych pierwszych członów. Egzobiologia od , „zewnętrzny”, kosmobiologia od „kosmos”, ksenobiologia od „obcy”.
Przed epoką lotów kosmicznych, szanse znalezienia życia poza Ziemią były szacowane bardzo wysoko. Astronomowie próbowali wykryć życie na innych planetach co najmniej od XIX wieku. Giovanni Schiaparelli w 1877 roku ogłosił odkrycie kanałów na Marsie, które miałyby świadczyć o istnieniu tam cywilizacji (ostatecznie okazały się złudzeniem). Wraz z początkiem ery kosmicznej stało się możliwe poszukiwanie śladów życia bezpośrednio na innych planetach. Sondy kosmiczne wysyłane w drugiej połowie XX wieku na Marsa i Wenus miały za zadanie poszukiwanie śladów życia na tych planetach. Wszystkie te misje nie wykryły jednak obecności żywych organizmów. Jednocześnie ujawniły, że warunki panujące na innych planetach Układu Słonecznego nie sprzyjają przetrwaniu ziemskich organizmów. Zmniejszyło to znacznie oczekiwania odkrycia istnienia życia ziemskich organizmów poza Ziemią. Pod koniec XX wieku, odkrycie różnorodnych ekstremofili, mogących przetrwać w takich warunkach, spowodowało rewizję tych wniosków. Jednocześnie odkrycie dowodów istnienia wody na powierzchni Marsa wywołało nadzieję, że mogłoby tam rozwinąć się życie podobne do ziemskiego.