O início da astroquímica é considerado como a descoberta do radiacal OH- no espaço interestelar, isso no ano de 1963. A ciência, então, passou a desenvolver-se com os avanços no campo da radioastronomia, que é a área da física responsável pelo estudo dos corpos celestes por meio de comprimento de onda, além das sondas que são enviadas aos planetas para coleta de materiais que serão trazidos ao planeta Terra para estudo.
Foi com as pesquisas dessa área de estudo que foram descobertas importantes semelhanças entre outros planetas e a Terra. Por exemplo, hoje, sabemos que Mercúrio, Vênus e Marte, assim como a Terra, possuem superfícies rochosas e originaram-se de elementos químicos pesados como ferro, alumínio e magnésio. Também foi possível descobrir que em cada um dos planetas, a composição química da camada gasosa que os envolve, a atmosfera, é diferente.
O estudo da astroquímica é dividido em três áreas a serem explicadas a seguir.
A área da astroquímica denominada experimental, é a responsável pela verificação por meio de experiências laboratoriais, de questões sobre a ocorrência, a sobrevida e a constituição de moléculas em determinados meios.
É a área responsável pela análise das moléculas em comprimentos de ondas de rádio e infravermelho.
Na área da astroquímica teórica, são feitos estudos – não experimentais, mas apenas teóricos – sobre alguns temas de ordem química ou físico-química com base nas análises da área da astroquímica observacional.