自然，从最广泛的意义上说，是自然的、物理的、物质的世界或宇宙。“自然”可以指物理世界的现象，也可以指一般的生命。对自然的研究即使不是唯一的科学也是很大的一部分。尽管人类是自然的一部分，但人类活动通常被理解为与其他自然现象不同的类别。

这个词自然是从借用古法语 性质，并从得到的拉丁字NATURA，或“基本素质，天生的性格”，而在古代，字面意思是“诞生”。在古代哲学中，natura 多用作希腊词physis (φύσις)的拉丁语翻译，最初与植物、动物和其他世界特征自行发展的内在特征有关。 作为一个整体的自然概念，即物理宇宙，是原始概念的几个扩展之一；它始于前苏格拉底哲学家对 φύσις 一词的某些核心应用（尽管这个词当时具有​​动态维度，尤其是对赫拉克利特而言），并且从那时起一直在稳步普及。在最近几个世纪现代科学方法的出现期间，自然变成了被动的现实，由神圣的法则组织和推动。随着工业革命，自然越来越被视为现实中被有意干预所剥夺的一部分：因此它被一些传统视为神圣的（让-雅克·卢梭，美国先验主义) 或者仅仅是对天意或人类历史的理解（格奥尔格·威廉·弗里德里希·黑格尔，卡尔·马克思）。然而，一种更接近于前苏格拉底时代的自然活力论同时得到了重生，尤其是在查尔斯·达尔文之后。

在今天这个词的各种用法中，“自然”通常指的是地质学和野生动物。自然可以指有生命的植物和动物的一般领域，在某些情况下可以指与无生命物体相关的过程——特定类型的事物存在的方式和它们自己的变化，例如地球的天气和地质。它通常被用来表示“自然环境”或荒野——野生动物、岩石、森林，以及一般来说那些没有被人类干预实质性改变的东西，或者尽管人类干预仍然存在的东西。例如，人造物体和人类互动通常不被视为自然的一部分，除非被限定为例如“人性”或“整个自然”。这个今天仍然可以找到的关于自然事物的更传统的概念意味着自然和人工之间的区别，人工存在被理解为由人类意识或人类思想产生的东西。根据特定的上下文，术语“自然”也可能与非自然或超自然区分开来。

主要文章：地球和地球科学

地球是已知唯一能够维持生命的行星，其自然特征是许多科学研究领域的主题。在太阳系中，它离太阳最近的位置是第三位。它是最大的地球行星，总体排名第五。其最突出的气候特征是其两个大的极地地区，两个相对较窄的温带区以及一个较宽的赤道热带至亚热带地区。降水位置的差异很大，从每年几米到不到一毫米的水。地球表面的71％被咸水海洋覆盖。其余部分由各大洲和岛屿组成，其中大部分人居住的土地位于北半球。

地球是通过地质和生物过程演化的，留下了原始状况的痕迹。所述外表面被划分成若干逐渐迁移板块。内部保持活跃，厚厚的一层塑料外套和一个铁心填充铁芯，产生磁场。该铁芯由固态内相和液态外相组成。核心中的对流运动通过发电机作用产生电流，而这些电流又产生地磁场。

在大气条件已经从原来的条件通过的生命形式的存在下，改变显著其中创建一个生态平衡的稳定的表面状态。尽管受纬度和其他地理因素的影响，区域气候变化很大，但在冰期之间，长期的全球平均气候还是相当稳定的而且历史上全球平均温度的一到两个度的变化对生态环境产生了重大影响。平衡，以及地球的实际地理位置。

主要文章：地质学

地质学是对构成地球的固体和液体物质的科学和研究。地质领域包括对地球物质的组成，结构，物理性质，动力学和历史的研究，以及它们形成，移动和改变的过程。该领域是一门主要的学术学科，对于矿物和碳氢化合物的开采，自然灾害的知识和缓解，一些岩土工程领域以及对过去的气候和环境的了解也很重要。

地质演化

随着岩石单元的沉积和插入以及变形过程改变其形状和位置，该地区的地质会随着时间而变化。

首先通过沉积到地面上或侵入上覆岩石中来放置岩石单元。当沉积物沉淀到地球表面上，然后岩化成沉积岩时，或者当火山灰或熔岩流等火山物质覆盖地表时，就会发生沉积。火成岩侵入，如岩床，漆岩，堤坝和窗台，向上推入上覆的岩石，并在侵入时结晶。

在岩石的初始序列已沉积之后，岩石单元可以变形和/或变质。变形通常是由于水平缩短，水平延伸或左右移动（走滑）而发生的。这些构造形式广泛地涉及构造板块之间的收敛边界，发散边界和变换边界。

主要文章：地球的历史和演变

据估计，地球是由太阳星云以及太阳和其他行星组成的，形成于45.4亿年前。大约在两千万年后形成了月亮。最初是熔化的，但地球的散逸层冷却了，形成了硬皮。放气和火山活动产生了原始大气。冷凝的水蒸汽，大部分或所有这些都来自冰通过递送彗星，产生的海洋和其它水的来源。高能化学被认为在40亿年前产生了自我复制分子。

大陆形成，然后破裂并重新形成，因为地球表面经过了数亿年的重塑，偶尔会合并成一个超大陆。大约7.5亿年前，最早的超大陆罗丹尼亚（Rodinia）开始分裂。这些大陆后来重组形成Pannotia，它在5.4亿年前破裂，然后是Pangea，后者在1.8亿年前破裂。

在新元古代，冰冻的温度覆盖了冰川和冰盖中的大部分地球。这个假设被称为“雪球地球”，它引起了人们的特别关注，因为它是在寒武纪爆炸之前发生的，在该爆炸中，多细胞生命形式在大约530-5.4亿年前开始扩散。

自从寒武纪爆炸以来，已经发生了五个可明显识别的大灭绝事件。上一次大规模灭绝发生在大约6600万年前，当时陨石碰撞可能触发了非鸟纲 恐龙和其他大型爬行纲的灭绝，但幸免了诸如哺乳动物之类的小动物的灭绝。在过去的6600万年中，哺乳动物的生活多种多样。

几百万年前，一种非洲合趾猿获得了直立的能力。随后人类生命的到来，以及农业和进一步文明的发展，使人类对地球的影响比以往任何一种生命形式都更快，不仅影响了其他生物的性质和数量，还影响了全球气候。相比之下，在Siderian时期藻类繁殖所产生的大氧事件需要大约3亿年的时间才能达到顶点。

当前时代被归类为大规模灭绝事件的一部分，即全新世灭绝事件，这是有史以来最快的事件。有些人，如爱德华·威尔逊的哈佛大学，预测的是人为破坏生物圈可能会导致所有物种的一半灭绝，在未来100年。当前灭绝事件的程度仍在由生物学家进行研究，辩论和计算。

主要文章：地球大气，气候和天气

地球大气是维持生态系统的关键因素。包裹着地球的薄薄一层气体通过重力保持在适当的位置。空气主要是氮气，氧气，蒸汽，以及少量的二氧化碳，气等。大气压力随平均海拔稳定下降。该臭氧层起着消耗的量的重要作用紫外线（UV）辐射时到达表面。由于脱氧核糖核酸很容易受到紫外线的破坏，因此可以保护表面的生命。大气在夜间也会保留热量，从而降低了每日的极端温度。

陆地天气几乎只发生在大气的下部，并作为对流系统来重新分配热量。洋流是确定气候的另一个重要因素，特别是主要的水下热盐环流，其将热能从赤道海洋分配到极地地区。这些电流有助于缓和温带地区冬季和夏季之间的温度差异。同样，如果没有洋流和大气对热能的重新分配，热带将变得更热，而极地地区将变得更冷。

天气可能同时带来有利和有害影响。龙卷风，热带气旋和飓风等极端天气会沿其路径消耗大量能量，并造成破坏。地表植被已逐渐发展出对天气季节变化的依赖性，仅持续数年的突然变化就可能对植被和依赖于其食物生长的动物产生巨大影响。

气候是天气长期趋势的一种度量。已知各种因素会影响气候，包括洋流，地表反照率，温室气体，太阳光度的变化以及地球轨道的变化。根据历史记录，已知地球在过去曾经历过剧烈的气候变化，包括冰川时期。

一个地区的气候取决于许多因素，尤其是纬度。具有相似气候属性的地表纬度带形成一个气候区域。有许多这样的地区，从赤道的热带气候到北部和南部极端的极地气候。天气也由季节，从而导致影响地球的轴是倾斜的相对于它的轨道平面。因此，在夏季或冬季的任何给定时间，地球的一部分会更直接地暴露于阳光。当地球在其轨道上旋转时，这种暴露会交替发生。在任何给定时间，不分季节，在北部和南部半球经历相反的季节。

天气是一个混乱的系统，很容易因环境的微小变化而发生变化，因此准确的天气预报仅限于几天。总体而言，全世界正在发生两件事：（1）温度平均在上升；（2）区域气候正在发生明显变化。

水是一种物质，其由氢和氧（H2O），并且是所有已知的生命形式是至关重要的。在通常的用法中，水仅指其液体形式或状态，但该物质也具有固态，冰和气态，蒸汽或蒸汽。水覆盖了地球表面的71％。在地球上，它主要是在发现海洋和其他大型水体，具有在地下水1.6％含水层和0.001％的空气作为蒸气，云层和降水。海洋持有97％的地表水，冰川和极地冰盖2.4％，其他陆地地表水（如河流，湖泊和池塘）则占0.6％。此外，生物体和制成品中还包含微量的地球水。

海洋是咸水的主体，是水圈的主要组成部分。海洋约占地球表面的71％（面积约3.61亿平方公里），海洋是一种连续的水体，通常分为几个主要海洋和较小的海洋。该区域的一半以上深于3,000米（9,800英尺）。海洋平均盐度约为千分之35 （ppt）（3.5％），几乎所有海水的盐度都在30至38ppt的范围内。尽管这些水通常被认为是数个“独立的”海洋，但它们包含一个相互连接的全球性咸水，通常被称为世界海洋或全球性海洋。这种将全球海洋作为连续水域，各部分之间相对自由交换的概念对海洋学至关重要。

主要的海洋划分部分是由各大洲，各种群岛以及其他条件定义的：这些划分是（按大小降序排列）太平洋，大西洋，印度洋，南洋和北冰洋。海洋的较小区域被称为海洋，海湾，海湾和其他名称。还有一些盐湖，它们是与世界海洋不相通的较小的内陆咸水体。盐湖有两个显着的例子是咸海和大盐湖。

湖泊（来自拉丁语lacus）是一种地形特征（或物理特征），是位于地表盆地底部的世界表面上的一种液体（另一种地形或地形特征；即而不是全局的），并且如果移动完全，则移动缓慢。在地球上，当水体位于内陆而不是海洋的一部分，比池塘大，深时，并由河流喂养，因此被认为是湖泊。除地球外，唯一已知的拥有湖泊的世界是土星最大的卫星泰坦（Titan），土星上有乙烷的湖泊，极有可能与甲烷混合。尽管土卫六的表面是由许多河床雕刻而成的，但尚不清楚土卫六的湖泊是否被河流喂养。地球上的天然湖泊通常分布在山区，裂谷带以及正在进行或近期发生冰川作用的地区。在内生河流域或成熟河道中也发现了其他湖泊。在世界上的某些地区，由于上一个冰河时代遗留下来的混乱的排水方式，有许多湖泊。所有湖泊在地质时间尺度上都是暂时的，因为它们会缓慢地充满沉积物或从含有它们的盆地中溢出。

一个池塘是身体的积水，自然或人为的，也就是通常比湖小。各种各样的水人为机构被列为池塘，包括水上花园设计美学装饰，鱼塘专为商品鱼养殖，太阳池设计成储存热能。池塘和湖泊通过当前速度与溪流区分开。虽然很容易观察到溪流中的水流，但池塘和湖泊却具有热驱动的微流和中等强度的风驱动流。这些功能使池塘与许多其他水生地形功能区分开来，例如溪流池和潮汐池。

阿江是一种天然水道，通常淡水，向海洋，湖泊，海洋或其他河川流动。在少数情况下，一条河流只是流到地下或完全干before才到达另一水域。小河也可以用其他几个名字来称呼，包括溪流，小河，溪流，小溪和小溪。没有定义可以被称为河流的一般规则。小河的许多名称都是特定于地理位置的。一个例子是苏格兰和英格兰东北部的伯恩。有时，据说一条河比一条小河还大，但是由于语言的模糊性，情况并非总是如此。河流是水文循环的一部分。河流中的水通常是通过地表径流，地下水补给，泉水以及天然冰和积雪（例如从于长銮）中释放的存储水中的降水来收集的。

流是水流动体与电流，一个内密闭床和流银行。在美国，溪流被归类为宽度小于60英尺（18米）的河道。溪流是水循环中的重要管道，是地下水补给的重要工具，它们是鱼类和野生动植物迁徙的走廊。溪流附近的生物栖息地称为河岸带。考虑到全新世灭绝的状况，溪流在连接零散的栖息地方面起着重要的走廊作用从而保护生物多样性。河流和水道的研究通常涉及跨学科的自然科学和工程学的许多分支，包括水文学，河流地貌学，水生生态学，鱼类生物学，河岸生态学等。

主要文章：生态与生态系统

生态系统由各种相互关联的生物和非生物成分组成。结构和组成取决于相互关联的各种环境因素。这些因素的变化将引发生态系统的动态变化。一些更重要的成分是土壤，大气，太阳辐射，水和活生物体。

佩尼亚斯布兰卡斯的一部分Bosawás生物圈保护区。位于尼加拉瓜东北部的奇诺特加市东北

生态系统概念的核心是生命有机体与当地环境中的每一个其他元素相互作用的思想。生态学的创始人尤金·奥杜姆（Eugene Odum）表示：“任何包含给定区域中所有生物（即“社区”）的单元都与物理环境相互作用，从而使能量流导致明确定义的营养结构，即生物系统内的多样性和物质循环（即，在有生命和无生命的部分之间交换物质）是一个生态系统。”在生态系统中，物种在食物链中相互连接并相互依赖，并在彼此之间以及与环境之间交换能量和物质。人类生态系统概念基于人与自然的二分法以及所有物种在生态上相互依赖以及其生物群落的非生物成分这一思想。

较小的单位称为微生态系统。例如，一个微系统可以是一块石头，它下面的所有生命。一个macroecosystem可能涉及整个生态区，其流域。

主条目：荒野

通常将荒野定义为人类活动并未对其进行显着修改的区域。在保护区，庄园，农场，保护区，牧场，国家森林，国家公园中，甚至在沿河，峡谷或其他未开发地区的城市地区，都可以找到荒野地区。人们认为荒野地区和受保护的公园对于某些物种的生存，生态研究，保护和孤独至关重要。一些自然作家认为荒野地区对于人类的精神和创造力至关重要。一些生态学家认为荒野地区是地球自我维持自然的有机组成部分。生态系统（生物圈）。它们还可以保留历史遗传特征，并为野生动植物提供栖息地，而这些动植物在动物园，植物园或实验室中可能难以或无法繁殖。

主要文章：生命，生物学和生物圈

尽管对生命的定义尚无普遍共识，但科学家们普遍接受生命的生物学表现的特征是组织，新陈代谢，生长，适应，对刺激的反应和繁殖。生命也可以说仅仅是生物体的特征状态。

陆地生物（植物，动物，真菌，原生生物，古菌和细菌）共有的特性是它们是细胞，碳水为基础的细胞，具有复杂的组织，具有新陈代谢，具有生长，对刺激做出反应的能力，并且复制。具有这些属性的实体通常被认为是生命。但是，并非生活的每个定义都认为所有这些属性都是必不可少的。人造的生命类似物也可以被认为是生命。

的生物圈是部分地球外壳包括土地，表面岩石，水，空气和大气中，其寿命会发生，并且其生物反过来过程改变或变换。从最广泛的地球生理学角度来看，生物圈是一个全球生态系统，它整合了所有生物及其相互关系，包括它们与岩石圈（岩石），水圈（水）和大气（空气）的相互作用。整个地球包含超过750亿吨（150万亿磅或约6.8×10  公斤）的生物量（生命），它生活在生物圈内的各种环境中。

地球生物总量中有十分之九是植物生命，而动物生命在很大程度上取决于植物的生存。迄今为止，已经确定了超过200万种动植物物种，现有物种的实际数量估计范围从几百万到超过五千万。个别物种的数量不断变化，不断出现新物种，而其他物种则不复存在。物种总数正在迅速减少

主要文章：演变

在生命的起源地球上还不是很清楚，但已知至少3.5十亿年前有发生，在冥古或太古代一对永世原始地球是有明显不同的环境比目前发现的要多。这些生命形式具有自我复制和可遗传特征的基本特征。一旦生活中出现过的过程中进化的自然选择导致了日益更多样化的生活形式的发展。

无法适应不断变化的环境和与其他生命形式竞争的物种已灭绝。但是，化石记录保留了许多这些较早物种的证据。当前的化石和脱氧核糖核酸证据表明，所有现有物种都可以追溯到最早的原始生命形式的连续祖先。

当植物生命的基本形式发展成光合作用的过程时，就可以收集太阳的能量来创造条件，从而实现更复杂的生命形式。所产生的氧在大气中累积并产生臭氧层。小细胞在大细胞中的整合导致了更加复杂的细胞的发展，称为真核生物。菌落内的细胞变得越来越专门化，从而形成真正的多细胞生物。随着臭氧层吸收有害的紫外线，生命定居在地球表面。

微小的螨福尔摩沙

主条目：微生物

在地球上发展起来的第一种生命形式是微生物，它们一直是唯一的生命形式，直到大约十亿年前多细胞生物开始出现。微生物是单细胞动物，通常是微观的，比人眼所见的小。它们包括细菌，真菌，古菌和原生生物。

这些生命形式几乎存在于地球上所有有液态水的位置，包括地球内部。它们的繁殖既迅速又丰富。高突变率和水平基因转移的结合使它们具有高度适应性，并能够在包括外层空间在内的新环境中生存。它们构成了地球生态系统的重要组成部分。但是，某些微生物具有致病性，可能对其他生物造成健康危害。

主要文章：植物和动物

多种植物的选择

多种动物种类的选择

最初，亚里士多德将所有生物划分为植物和动物，而植物通常不会以足够快的速度移动到人类无法察觉的位置。在卡尔？冯？林奈的系统中，这些成为了Vegetabilia（后来的Plantae）和动物界王国。从那时起，很明显，最初定义的植物界包括几个无关的群体，而真菌和藻类又被移到了新的王国。但是，在许多情况下，它们仍然经常被认为是植物。细菌生活有时包含在菌群中，某些分类使用术语“细菌菌群”与植物区系分开。

植物的多种分类方法是按区域植物区系进行分类，根据研究目的，植物区系还可以包括化石植物区系，即前一个时期的植物残存物。许多地区和国家/地区的人们都以他们独特的特色植物群感到自豪，这些植物群由于气候和地形的差异而在全球范围内差异很大。

区域植物区系通常分为几类，例如本地植物区系和农业和花园植物区系，最后提到的是有意种植和栽培的。几百年前，人们从一个地区或大洲迁移到另一地区或大陆，实际上已经引入了某些类型的“本土植物”，并成为了引入它们的地方的自然或自然植物的组成部分。这是人类与自然互动如何模糊自然界的一个例子。

历史上，另一类植物是为禾本科杂草而雕刻的。尽管该术语已成为植物学家不赞成将其分类为“无用”植物的正式方法，但非正式使用“杂草”一词来描述那些被认为值得消灭的植物，却说明了人类和社会普遍倾向于寻求改变或塑造自然过程。同样，根据动物与人类生活的关系，通常将它们分为家畜，农场动物，野生动物，害虫等。

作为一个类别，动物具有几个特征，通常使它们与其他生物区分开。动物是真核生物，通常是多细胞的（尽管见粘体动物门），将它们与细菌，古菌和大多数生物分开。它们是异养的，通常在内部腔室中消化食物，从而将它们与植物和藻类分开。它们还因缺乏细胞壁而与植物，藻类和真菌区分开来。

除少数例外（最著名的是两个门，分别由海绵和普拉科动物组成）外，动物的尸体可以分化为组织。这些包括能够收缩和控制运动的肌肉，以及发送和处理信号的神经系统。通常也有一个内部消化室。所有动物拥有的真核细胞被胶原蛋白和弹性糖蛋白组成的特征性细胞外基质包围。这可能会被钙化以形成诸如贝壳，骨头和针刺，在发育和成熟过程中细胞可以在其周围移动并重组的框架，并支持移动所需的复杂解剖结构。

尽管人类仅占地球上所有生物量的很小一部分，但人类对自然的影响却过大。由于人类影响的程度，除了极端情况之外，人类视为自然与“人造环境”之间的界限并没有明确的界限。即使在极端情况下，不受人类影响的自然环境的数量也在以越来越快的速度减少。2020年在《自然》杂志上发表的一项研究发现，人为造成的质量（人造材料）超过了地球上所有生物量，仅塑料一项就超过了所有陆地和海洋动物的总和。

人类的技术发展允许更大程度地利用自然资源，并减轻了自然灾害带来的一些风险。然而，尽管取得了这一进展，但人类文明的命运仍然与环境变化密切相关。在先进技术的使用与环境变化之间存在着高度复杂的反馈回路，而这种变化才逐渐被人们所理解。对地球自然环境的人为威胁包括污染，森林砍伐和石油泄漏等灾难。人类为灭绝做出了贡献在许多动植物中，大约有100万物种在几十年内面临灭绝的威胁。在过去的半个世纪中，生物多样性和生态系统功能的丧失影响了自然对人类生活质量的贡献程度，持续下降可能对人类文明的持续生存构成重大威胁，除非快速进行航向校正。自然资源对人类社会的价值没有反映在市场价格中因为大部分自然资源都是免费提供的。这扭曲了自然资源的市场定价，同时导致对我们自然资产的投资不足。据保守估计，全球每年因破坏自然而产生的公共补贴成本为4至6万亿美元（百万美元）。缺乏对诸如海洋和雨林之类的自然产品的机构保护。政府没有阻止这些经济外部性。

人类将自然用于休闲和经济活动。工业用自然资源的获取仍然是世界经济体系的重要组成部分。有些活动，例如狩猎和钓鱼，通常是由不同的人用来维持和休闲。农业最早在公元前9世纪左右被采用。从粮食生产到能源，大自然影响着经济财富。

尽管早期人类收集了未经耕种的植物材料作为食物，并利用植物的药用特性来治愈疾病，但大多数现代人类对植物的利用都是通过农业来实现的。在大片的清关的土地用于作物生长，导致可用的量显著减少造林和湿地，造成栖息地的丧失许多植物和动物物种以及增加侵蚀。

美观的花朵

从历史上看，自然美一直是艺术和书籍中的主要主题，图书馆和书店的大部分区域都充满着美感。大量的艺术，摄影，诗歌和其他文学作品描绘并赞扬了大自然，这表明了许多人将大自然与美丽联系在一起的力量。这种联系存在的原因以及这种联系由什么构成，是通过哲学的美学分支研究的。除了许多哲学家同意解释某些被认为是美丽的基本特征之外，这些观点几乎是无止境的。在世界历史的各个时代，自然和荒野一直是重要的主题。唐朝早期的园林艺术传承始于中原地区。（618–907）。代表自然的传统已成为中国绘画的目标之一，并且对亚洲艺术产生了重大影响。

虽然自然奇观都在庆祝诗篇和约伯记，荒野中的艺术描绘成为19世纪更为普遍，尤其是在作品的浪漫主义运动。英国艺术家约翰·康斯特勃（John Constable）和约翰·特纳（JMW Turner）将注意力转移到他们的绘画中，捕捉自然世界的美丽。在此之前，绘画主要是宗教场景或人类的绘画。威廉·华兹华斯（William Wordsworth）的诗歌描述了自然界的奇观，而自然奇观曾被视为威胁之地。对自然的重视越来越成为西方文化的一个方面。这种艺术运动也与西方世界的超越主义运动相吻合。美丽艺术的一个常见古典观念涉及模仿（mimesis）一词，即模仿自然。在关于自然之美的思想领域中，完美也是通过完美的数学形式暗示的，而更普遍地是通过自然的模式来暗示的。正如大卫·罗滕堡（David Rothenburg）所说：“美丽是科学的根基和艺术的目标，是人类有希望看到的最高可能性”。

前几个氢原子 电子轨道显示为带有颜色编码概率密度的横截面

主要文章：物质与能量

科学的某些领域将自然视为运动中的物质，服从科学寻求理解的某些自然定律。因此，最基础的科学通常被理解为“物理学”，其名称至今仍可被识别为意味着它是“对自然的研究”。

物质通常被定义为构成物理对象的物质。它构成了可观察的宇宙。现在认为宇宙的可见组成仅占总质量的4.9％。据认为其余的物质由26.8％的冷暗物质和68.3％的暗能量组成。这些成分的确切排列仍是未知的，并且正在由物理学家进行深入研究。

整个可观察宇宙中物质和能量的行为似乎遵循明确定义的物理定律。这些定律已被用来产生宇宙学模型，该模型成功地解释了我们可以观察到的宇宙的结构和演化。物理定律的数学表达式采用一组二十个物理常数，这些常数在整个可观察的宇宙中似乎是静态的。这些常数的值已经过仔细测量，但是其特定值的原因仍然是个谜。

主要文章：外层空间，宇宙和地球外生命

行星所述的太阳能电池（尺寸比例，距离和照明不按比例）

NGC4414是彗星贝伦尼斯星座中的一个旋涡星系，直径约56,000光年，距地球约6000万光年

外层空间，也简称为空间，是指宇宙在天体大气之外相对较空的区域。外层空间用于将其与空域（和地面位置）区分开。地球大气与空间之间没有离散的边界，因为大气随着高度的增加而逐渐衰减。在外层空间太阳能系统被称为星际空间，其过渡到星际空间在什么是被称为太阳驻点。

迄今为止，太空中稀疏地充满了数十种通过微波光谱法发现的有机化合物，大爆炸和宇宙起源留下的黑体辐射以及宇宙射线，其中包括电离的原子核和各种次原子粒子。还有一些气体，带电粒子和灰尘，还有小流星。此外，当今在外层空间还存在人类生命的迹象，例如以前的有人和无人发射遗留下来的材料，对航天器有潜在危害。一些碎片 定期重新进入大气层。

尽管地球是已知能维持生命的太阳系中唯一的物体，但证据表明，在遥远的过去，火星在其表面拥有液态水。在火星历史上的短暂时期，它可能也能够形成生命。不过目前，火星上剩余的大部分水都被冻结了。如果火星上完全存在生命，那么它很可能位于地下仍然可以存在液态水的地方。

水星和金星等其他地球行星的状况似乎过于苛刻，无法支撑我们所知的生命。但据推测，木星的第四大卫星木卫二可能拥有液态水的地下海洋，并有可能拥有生命。

天文学家已经开始发现太阳系外行星类似物-行星位于围绕恒星的空间的可居住区域内，因此有可能容纳我们所知的生命。