生态学的研究表明，地球是万物生存的摇篮，它包括陆域生态系、水域生态系及环绕地球的大气生态系等自然生态系。能够存活于大气层环境中的微生物构成了自然界中大气微生物生态系。大气层分为对流层、同温层和电离层。犹豫大气层随着高度的上升，温度很快下降（对流层的温度只有-43——-83摄氏度），不利于生命活动的化学、物理等因子（臭氧、微重力、UV射线等）也增强，因此，这一生态系中微生物只有抗逆休眠体及来源于带有微生物细胞或孢子的尘埃、雾滴、动物呼吸和排泄物等。微生物一旦进入或者超越自然生态系中的电离层，由于银河射线及地磁俘获辐射形成的强辐射、微重力等空间环境因子的作用就难以存活。尽管如此，近年来，一门研究地球以外生命（包括其他星球上的生命）的新兴科学——《外空生物学》（Exobiology）正在形成。这一研究领域里，外空生物学家一方面利用各种航天飞行器（高空气球、轨道卫星、空间站、航天飞机等）探索生物对空间环境因子作用的反应（即生物学效应），为人类征服空间提供理论知识和技术依据，及空间生物学（Space Biology）研究的主要内容：另一方面越来越多的科学家还试图通过从包括火星、月球、木星等其他星球上取回的岩石和尘埃样品的检测，寻找地球外可能存在的生命形式。
第一位从科学角度认真考虑探索宇宙空间的是俄罗斯科学家乔尔科夫斯基。他提出了利用火箭飞向太空的理论判断。随后经各国科学家的不断实践，将飞向太空的梦想变成了现实。1957年10月4日前苏联成功发射了世界上第一颗人造卫星，1971年4月19日建立了“礼炮一号”第一空间站；1969年7月20日美国人阿姆斯特朗第一个他上月球，1997年7月4日美国发射的火星探测器着陆。从而人类便开始了无数次的利用空间飞行器，开展外空生物学的研究之旅。
