Innerhalb der Europäischen Weltraumagentur ESA werden Aktivitäten im Bereich Exobiologie von zwei Direktoraten unterstützt, dem "Directorate of the Scientific Programme" und dem "Directorate of Manned Spaceflight and Microgravity".
Im Wissenschaftsprogramm sind die Aktivitäten an die verschieden wissenschaftlichen Missionen gekoppelt; Cassini-Huygens, Rosetta, Mars Express und Darwin. Sie decken daher einen weiten Bereich der Exobiologie ab, von der Atmosphärenchemie von Titan und ihrer Bedeutung für die Exobiologie bis zur Suche nach Leben in anderen Sonnensystemen, Darwin. Zusätzlich gehört der Problemkreis "Planetary Protection" zu den Gebieten in denen das Space Science Department ESA bei COSPAR repräsentiert.
Das "Directorate of Manned Spaceflight and Microgravity" war und ist aktiv in mehreren Projekten, in denen das Überleben von organischen Substanzen und Mikroorganismen unter Weltraumbediengungen untersucht wird. In jüngster Zeit wurden Studien zu Exobiologieexperimentpaketen durchgeführt, welche die Suche nach Leben im Sonnensystem als Schwerpunkt haben. Hier richtet sich das Hauptaugenmerk auf die Erforschung des Mars und die Vorbereitung möglicher bemannter Missionen zum Mars.