19世纪初对太阳光谱的拍摄以及对陨石矿物和化学成分的研究为空间科学的诞生奠定了基础，这一研究开拓了对恒星、太阳系各天体化学组成的测定途径。1917年哈金斯（W.D.Harkins）综合了318个铁陨石和 125个石陨石的化学成分，发现 7种元素的丰度占98.6%，这些元素均为偶元素(质量数为偶数)，提出了元素丰度的偶数律──偶元素的丰度比相邻两个元素的丰度值高。1930年诺达克夫妇(I.Noddack & W.Noddack)根据大量陨石的化学成分数据，报出了元素宇宙丰度。相继于1937年戈尔德施米特 (V.M.Goldschmidt)、1956年修斯 (H.E.Suess)和H.C.尤里等提出了元素及核素的宇宙丰度。
50年代以来，由于人造地球卫星和一系列空间探测器的相继发射,使空间化学的研究领域大为扩展。对地球高层大气、磁场、辐射带作了精细测定；对行星大气层的结构和成分、行星表面的化学成分与物理环境、行星的内部结构进行了探测；编制了一些行星的“地形图”和“地质图”；对银河宇宙线和太阳风粒子的通量、能谱和成分进行了测量；对太阳系中各类小天体作了观测和研究。20多年来行星探测的丰硕成果，推动了空间化学的蓬勃发展。
对全世界已收集的2000多次陨石和南极洲的5000多块陨石进行了多学科的综合研究，根据研究结果，对元素丰度和元素起源以及太阳系起源的理论作了修正，对太阳系演化历史提出了新的时间序列，对宇宙线的时空变化和生命物质前期的化学演化取得了新的实验证据，对来自月球和火星的陨石(ALHA-81005、EETA-79001)的分析，地外物质冲击地球引起生物灭绝灾变事件的证实，引起科学界的极大关注。
自1969年“阿波罗”11号登月实施以来,相继有9次登月取样，使人类从整体上对月球的化学成分、岩浆活动，内部结构，演化历史和地月系的起源增添了许多新的认识，空间化学的研究内容也更加丰富和成熟。
