Kopumā astrobiologs meklē dzīvību visā Visumā. Viņas meklējumos un pētījumos var ietvert tādu vides izpēti, kas potenciāli varētu būt iepriekšējās, pašreizējās vai nākotnes dzīvesvietas, jo īpaši vietās, kas nav Zeme. Viņa var pētīt, kā dzīve ir attīstījusies, cerot uzzināt, kā dzīve var sākties citās Saules sistēmas vietās vai ārpus tās. Tas varētu ietvert citu planētu, zvaigžņu, komētu vai citu astronomisku ķermeņu izpēti.
Liela daļa darba, kurā ir iesaistīts astrobiologs, ir saistīts ar pētniecību. Tas var ietvert modeļu un simulāciju izstrādi. Turklāt viņa varētu tikt mudināta piedalīties projektos, kas pieder citiem pētniekiem, vai izstrādāt savus neatkarīgus projektus. Viņa var arī izgudrot astrobioloģisko aprīkojumu, ko var izmantot vai nu uz Zemes, vai misijās uz kosmosu, piemēram, jaunus mikroskopus, teleskopus vai citus instrumentus. Šīs iekārtas var izmantot, lai atklātu pagātnes dzīvi vai atrastu pazīmes, kas liecina, ka dzīve varētu sākties attīstīties.
Lai gan daudz laika tiek pavadīts pētījumu veikšanai, būtiska ir arī komunikācija. Tā rezultātā astrobiologam var būt nepieciešams nodot informāciju par sava pētījuma gaitu vai par konkrētu projektu, izmantojot konferenču vai sanāksmju prezentācijas, ziņojumus un publikācijas. Parasti šos paziņojumus un pasākumus lasa vai apmeklē vienaudži vai pētnieki no citiem institūtiem vai organizācijām.
Lai labāk izprastu, ko dara astrobiologs, var būt noderīgs piemērs. Astrobiologam varētu rasties jautājums, vai skābeklis pastāv uz konkrētas planētas, kurā nav visu augu dzīvības. Pēc detalizētas izpētes gan uz Zemes, gan kosmosā — parasti daudzu gadu laikā, viņa var piedāvāt atbildi uz šo jautājumu. Pēc tam, izmantojot savu pētījumu kā pamatu, viņa varētu piedalīties konferencēs kā runātāja un iesniegt savus pētījumus un atklājumus publikācijām.
Tas nav viegls ceļš, lai kļūtu par astrobiologu. Nepieciešams vismaz bakalaura grāds tādās jomās kā astronomija, bioloģija, ķīmija, fizika vai inženierzinātnes. Tomēr vairumā gadījumu astrobiologam ir nepieciešams maģistra grāds un doktora grāds. Faktiski daudzi darba devēji pieprasa, lai viņu astrobiologiem būtu doktora grāds ķīmijā, inženierzinātnēs, fizikā, astronomijā vai saistītā zinātnes jomā. Visizplatītākās astrobiologa darba vietas ir nacionālās laboratorijas, universitātes, astronomijas organizācijas un valsts vai privātie institūti.