Astrokemi är ett vetenskapsområde som studerar atomer och molekyler i rymden och de reaktioner som sker mellan dem. Den här typen av studier gör det möjligt för forskare att förstå mer om hur planeter och stjärnor bildas. Medan man en gång trodde att ingenting fanns i utrymmena kring stjärnor och planeter, är det nu känt att många molekyler finns. Vissa av dessa är bekanta på jorden, som väte, och andra kemikalier finns bara i rymden. Man tror att astrokemi forskning om beteendet hos molekyler i rymden skulle kunna ge ledtrådar till livets ursprung på jorden.
Tidiga astronomer använde teleskop som bara kunde se objekt som avgav ljus inom det synliga området av spektrumet. Senare forskare upptäckte att föremål i rymden också kunde ge ut elektromagnetisk strålning från andra, osynliga, delar av spektrumet, inklusive mikrovågor, infraröd, ultraviolett, gamma, röntgenstrålar och radiovågor. Astrokemiska forskningstekniker använder speciella radioteleskop för att upptäcka radiovågor, som avges av gaser och stjärnor. Informationen från dessa kombineras med fynden från andra instrument och teleskop, som täcker andra områden av spektrumet, för att bygga upp en helhetsbild av rymdens kemi.
Framsteg inom astrokemistudier har gjorts med tillkomsten av teleskop som inte är begränsade till jorden, eftersom inte alla de olika våglängderna av elektromagnetisk strålning kan färdas genom jordens atmosfär. Synligt ljus når jordens yta, moln tillåter, liksom radiovågor, vissa mikrovågor och en del infraröd strålning. Ultraviolett- och röntgenteleskop måste placeras i rymden eftersom ozon absorberar dessa typer av strålning. Gammastrålar kan upptäckas av satellitbaserade instrument eller, ibland, av de förändringar de gör när de interagerar med jordens atmosfär.
Efter astrokemisk forskning om dammet mellan stjärnor har många olika molekyler upptäckts och de processer som ledde till att de skapades har analyserats. Analys av astrokemin hos jättedammmoln i rymden och deras jämförelse med molekylära reaktioner på jorden gör det möjligt för forskare att förstå hur jordens kemi utvecklades som den gjorde. Forskning om de processer genom vilka mer komplicerade kemiska strukturer bildas borde ge en större förståelse för den kemi som är involverad i skapandet av planeter och stjärnor. Astrokemiforskare studerar också skapandet av komplexa molekyler som är rika på kol, liknande jordlevande livsformer, som kan ge insikter om hur livet på jorden började. Om dessa komplexa molekyler kan ha sitt ursprung i rymden, verkar det mer troligt att liv existerar på andra platser än jorden.