L'eau existe dans l'espace car ses constituants sont loin d'être rares. L'hydrogène est le composé chimique le plus répandu dans l'univers (c'est l'un des premiers à s'être synthétisé après le « Big Bang » et toutes les étoiles en contiennent). Et même si l'oxygène est un peu plus rare comme bien des éléments chimiques plus lourds comme les métaux par exemple, l'oxygène n'a vu le jour que dans les étoiles de seconde génération minimum et n'a été libéré que lorsqu'elles sont mortes (état de novae ou supernovae). L'oxygène est aussi un élément disponible en plus faible quantité. Plus les éléments sont lourds, moins ils sont faciles à synthétiser. Toutefois, l'oxygène peut être considéré comme étant le troisième élément le plus répandu dans l'univers.

L'eau se trouve principalement sous forme de glace et très rarement sous forme liquide, car l'état liquide ne peut apparaître à la surface d'un corps céleste que si celui-ci possède une atmosphère. Auquel cas, à cause de la très faible pression et température qui règnent dans l'espace, l'eau serait forcée de se disperser violemment en gouttelettes. Seules les planètes peuvent avoir une atmosphère, mais pour que l'eau reste à l'état liquide, il faut aussi que ces planètes se trouvent à bonne distance de leur étoile (si leur étoile émet un rayonnement trop fort, l'eau va s'évaporer. Tandis que si le rayonnement est trop faible, l'eau deviendra de la glace). Dans les systèmes stellaires, il existe une zone mince, à une certaine distance de l'étoile, où l'eau peut être à l'état liquide sur une planète s'y trouvant, c'est l'écosphère.
Plus l'étoile va vieillir, plus elle va émettre de l'énergie et donc plus cet emplacement va se décaler de plus en plus loin. Il y a une zone qui va être commune à l'écosphère en début de vie de l'étoile et celle juste avant sa transformation en géante rouge, c'est la Zone Continuellement Habitable (ZCH). Dans le cas du Système Solaire, par exemple, Vénus et Mars sont hors de l'écosphère du Soleil. La seule planète dans cette zone est la Terre. La Terre est même dans la zone ZCH, propice à la vie. Lorsqu'une étoile devient une géante, la plupart du temps les planètes éventuellement présentes à un distance inférieure ou égale à son écosphère sont soit absorbées soit transformées en mondes carbonisés. Le diamètre de l'étoile en fin de vie ayant considérablement augmenté.