Astrokemija je področje znanosti, ki preučuje atome in molekule v vesolju ter reakcije, ki se pojavljajo med njimi. Ta vrsta študije omogoča raziskovalcem, da razumejo več o tem, kako nastajajo planeti in zvezde. Medtem ko je nekoč veljalo, da v prostorih, ki obkrožajo zvezde in planete, nič ne obstaja, je zdaj priznano, da je mogoče najti številne molekule. Nekatere od teh so znane na Zemlji, na primer vodik, druge kemikalije pa obstajajo le v vesolju. Menijo, da bi astrokemijske raziskave obnašanja molekul v vesolju lahko zagotovile namige o izvoru življenja na Zemlji.
Zgodnji astronomi so uporabljali teleskope, ki so lahko videli le predmete, ki oddajajo svetlobo v vidnem območju spektra. Kasneje so znanstveniki odkrili, da lahko predmeti v vesolju oddajajo tudi elektromagnetno sevanje iz drugih, nevidnih, delov spektra, vključno z mikrovalovi, infrardečimi, ultravijoličnimi, gama, rentgenskimi in radijskimi valovi. Astrokemične raziskovalne tehnike uporabljajo posebne radijske teleskope za zaznavanje radijskih valov, ki jih oddajajo plini in zvezde. Informacije iz teh se združujejo z ugotovitvami drugih instrumentov in teleskopov, ki pokrivajo druga področja spektra, da bi zgradili popolno sliko kemije vesolja.
Napredek v študijah astrokemije je bil dosežen s prihodom teleskopov, ki niso omejeni na Zemljo, saj ne morejo vse različne valovne dolžine elektromagnetnega sevanja potovati skozi Zemljino atmosfero. Vidna svetloba doseže zemeljsko površino, oblaki dopuščajo, tako kot radijski valovi, nekaj mikrovalov in nekaj infrardečega sevanja. Ultravijolični in rentgenski teleskopi morajo biti nameščeni v vesolju, ker ozon absorbira te vrste sevanja. Gama žarke je mogoče zaznati s satelitskimi instrumenti ali včasih s spremembami, ki jih naredijo pri interakciji z zemeljsko atmosfero.
Po astrokemijskih raziskavah prahu med zvezdami je bilo prepoznanih veliko različnih molekul in analizirani procesi, ki so pripeljali do njihovega nastanka. Analiza astrokemije velikanskih oblakov prahu v vesolju in njihova primerjava z molekularnimi reakcijami na Zemlji omogočata znanstvenikom, da razumejo, kako se je zemeljska kemija razvijala. Raziskave procesov, s katerimi nastajajo bolj zapletene kemične strukture, bi morale omogočiti boljše razumevanje kemije, ki je vključena v nastajanje planetov in zvezd. Raziskovalci astrokemije preučujejo tudi ustvarjanje kompleksnih molekul, ki so bogate z ogljikom, podobno kot kopenske oblike življenja, kar bi lahko zagotovilo vpogled v to, kako se je življenje na Zemlji začelo. Če lahko te kompleksne molekule nastanejo v vesolju, se zdi bolj verjetno, da življenje obstaja tudi na drugih mestih kot na Zemlji.