สิ่งมีชีวิตเอเลียน เช่น แบคทีเรีย ได้รับการตั้งสมมติฐานขึ้นมาว่าจะมีอยู่ในระบบสุริยะและตลอดทั่วไปทั้งเอกภพ สมมติฐานนี้ขึ้นอยู่กับขนาดที่กว้างใหญ่ (vast size) และกฎทางกายภาพที่สอดคล้องกันของเอกภพที่สังเกตได้ จากการแสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับข้อสันนิษฐานในเรื่องนี้ทำโดยนักวิทยาศาสตร์เช่นคาร์ล เซแกน และ สตีเฟน ฮอว์คิง, ก็ได้มีความเห็นพ้องกันว่าไม่น่าที่จะเป็นไปได้สำหรับการที่จะไม่มีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ที่อื่นนอกเหนือจากโลก [10][11] ข้อโต้แย้งนี้ได้ถูกรวบรวมอยู่ในหลักการพื้นฐานโคเปอร์นิคัส (Copernican principle), ที่ระบุว่าโลกไม่ได้ครอบครองตำแหน่งอยู่อย่างโดดเดี่ยวในจักรวาล, และหลักความธรรมดาสามัญ (mediocrity principle) ซึ่งถือว่าไม่มีอะไรพิเศษเกี่ยวกับชีวิตบนโลก [12] คุณสมบัติทางเคมีของชีวิตอาจจะเพิ่งเริ่มเมื่อไม่นานมานี้หลังจากที่เกิดบิ๊กแบงเมื่อประมาณ 13.8 พันล้านปีที่ผ่านมา, ในช่วงยุคที่เริ่มมีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่เมื่อจักรวาลมีอายุได้เพียง 10 ถึง 17 ล้านปี ชีวิตอาจจะปรากฏเกิดขึ้นมาได้อย่างเป็นอิสระในสถานที่หลายแห่งทั่วทั้งจักรวาล หรือมิฉะนั้นชีวิตอาจก่อตัวขึ้นได้อย่างไม่บ่อยครั้งนักแล้วจึงได้แพร่กระจายออกไปในระหว่างดาวเคราะห์ที่มีความสามารถอยู่อาศัยได้ของดาวเคราะห์ คือ สภาพที่เหมาะสำหรับสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ได้ผ่านวิธีการแบบแพนสเปอร์เมีย (panspermia) หรือ เอ็กโซแจเนซิส (Exogenesis) ซึ่งมีวิธีการที่มาจากสมมติฐานที่คล้าย ๆ กัน คือ เป็นสมมติฐานที่ว่าชีวิตที่มีอยู่ทั่วทั้งจักรวาลนั้นได้ถูกแพร่กระจัดกระจายไปสู่ห้วงอวกาศและดาวเคราะห์ต่าง ๆ โดยอุกกาบาต, ดาวเคราะห์น้อย, ดาวหาง, และ วัตถุทางดาราศาสตร์ขนาดเล็กกว่าดาวเคราะห์ (planetoids)[13] ในกรณีใด ๆ โมเลกุลของสารประกอบอินทรีย์ที่ซับซ้อนที่จำเป็นสำหรับชีวิตอาจจะเกิดขึ้นในจานดาวเคราะห์ก่อนเกิดของเม็ดฝุ่นคอสมิคที่ล้อมรอบดวงอาทิตย์ก่อนที่จะมีการก่อตัวขึ้นของโลกโดยที่ได้มีการศึกษาโดยแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์ [14] ตามที่ได้อ้างอิงจากการศึกษาถึงสิ่งเหล่านี้, กระบวนการเดียวกันนี้ยังอาจเกิดขึ้นได้กับดาวฤกษ์ดวงอื่น ๆ ที่มีดาวเคราะห์อยู่ในบริเวณโดยรอบ [14] (โปรดดูเพิ่มเติมที่โมเลกุลของสารประกอบอินทรีย์ต่างดาว (Extraterrestrial organic molecules)) สถานที่แนะนำที่ชีวิตอาจจะได้มีการพัฒนาขึ้น ได้แก่ ดาวเคราะห์เช่น ดาวศุกร์, [15] ดาวอังคาร, ดวงจันทร์ยูโรปาของดาวพฤหัสบดี, [16] ดวงจันทร์ไททันและเอนเซลาดัสของดาวเสาร์ [17] ในเดือนพฤษภาคม ปี 2011, นักวิทยาศาสตร์นาซ่ารายงานว่าดวงจันทร์เอนเซลาดัส "เป็นดาวเคราะห์น้องใหม่ที่มีแนวโน้มที่น่าสนใจที่มีสภาพที่เหมาะสมต่อการเป็นแหล่งที่เอื้ออิงอาศัยอยู่ได้สำหรับการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตที่มีความเป็นไปได้มากที่สุดนอกเหนือจากโลกของเราในระบบสุริยะเท่าที่เรารู้จักกันดีที่สุดในตอนนี้" [18]

นับตั้งแต่ปี 1950 เป็นต้นมา นักวิทยาศาสตร์ได้มุ่งเสนอแนะส่งเสริมต่อแนวความคิดที่ว่า "เขตอาศัยได้" (habitable zone) เป็นอาณาบริเวณที่ที่มีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับสิ่งมีชีวิตที่อาจจะสามารถพบเจอได้ การค้นพบมากมายในโซนเขตอาณาบริเวณเหล่านี้มีมาตั้งแต่ปี 2007 มีการสร้างการประมาณการของความถี่ของจำนวนของดาวเคราะห์ที่มีสภาพคล้ายโลก -ในแง่ของส่วนประกอบสภาพแวดล้อมของดาว -ที่มีการนับเป็นจำนวนไว้ได้เป็นจำนวนหลายพันล้านดวง แต่นี่เป็นข้อมูลในปี 2013, มีเพียงจำนวนเล็กน้อยของดาวเคราะห์ที่ได้รับการค้นพบในโซนเหล่านี้ [19] อย่างไรก็ตาม, ในวันที่ 4 พฤศจิกายน 2013 นักดาราศาสตร์ได้มีรายงาน, บนพื้นฐานของข้อมูลภารกิจของยานอวกาศเคปเลอร์, ว่าอาจจะมีดาวเคราะห์คล้ายโลก (Earth-sized planet) เป็นจำนวนมากถึง 40 พันล้านดวง โคจรอยู่โดยรอบในเขตอาศัยได้ของดาวคล้ายดวงอาทิตย์ (Sun-like star) และดาวแคระแดง (red dwarf) ในทางช้างเผือก, [20][21] ที่มีจำนวนถึง 11 พันล้านดวงซึ่งอาจจะโคจรอยู่รอบดาวที่คล้ายดวงอาทิตย์ [22] ดาวเคราะห์ดังกล่าวที่อยู่ใกล้โลกที่สุดอาจจะอยู่ห่างเป็นระยะทาง 12 ปีแสงห่างออกไปตามการคาดการณ์ของนักวิทยาศาสตร์ [20][21] นักชีววิทยาดาราศาสตร์ยังได้มีการพิจารณาการ "ติดตามพลังงาน" (follow the energy) ในมุมมองของการเป็นแหล่งที่อยู่อาศัยที่มีศักยภาพอีกด้วย [23][24]