生態學的研究表明,地球是萬物生存的搖籃,它包括陸域生態系、水域生態系及環繞地球的大氣生態系等自然生態系。能夠存活于大氣層環境中的微生物構成了自然界中大氣微生物生態系。大氣層分為對流層、同溫層和電離層。由于大氣層隨著高度的上升,溫度很快下降(對流層的溫度只有-43——-83攝氏度),不利于生命活動的化學、物理等因子(臭氧、微重力、UV射線等)也增強,因此,這一生態系中微生物只有抗逆休眠體及來源于帶有微生物細胞或孢子的塵埃、霧滴、動物呼吸和排泄物等。微生物一旦進入或者超越自然生態系中的電離層,由于銀河射線及地磁俘獲輻射形成的強輻射、微重力等空間環境因子的作用就難以存活。盡管如此,一門研究地球以外生命(包括其他星球上的生命)的新興科學——《外空生物學》(Exobiology)正在形成。
這一研究領域里,外空生物學家一方面利用各種航天飛行器(高空氣球、軌道衛星、空間站、航天飛機等)探索生物對空間環境因子作用的反應(即生物學效應),為人類征服空間提供理論知識和技術依據,及空間生物學(Space Biology)研究的主要內容:另一方面越來越多的科學家還試圖通過從包括火星、月球、木星等其他星球上取回的巖石和塵埃樣品的檢測,尋找地球外可能存在的生命形式。