假设交流系统的复杂性可以用信息的复杂性来衡量，那这就涉及到一个称为“信息论”的数学领域。该理论最早用于测定通过电话线传输的信息量。贝尔实验室的克劳德·香农(Claude Shannon)在1949年提出了信息论，经过数十年的发展，现在该理论已经在众多领域广泛应用。
劳伦斯·多伊尔(Laurance Doyle)是SETI协会宇宙生命研究中心的主要研究者，同时也是美国航空航天局开普勒任务科学组的成员。他和来自加州大学戴维斯分校的布伦达·麦考恩(Brenda McCowan)、肖恩·汉瑟(Sean Hanser)决定采用信息论的方法对瓶鼻海豚的交流方式进行研究，观察它们的声音交流系统能传送多大的信息量。信息量的大小取决于信息发生频率的分布，即“信息熵”。
有关这方面研究的一个早期例子是齐夫定律(Zipf's Law)。该定律以一位哈佛语言学家的名字命名，他将小说中出现的英文字母按出现频率(对数刻度)进行绘图，得到一条差不多45度，斜率为-1的直线。换句话说，最常出现的字母比次常见的字母出现频率高10倍；而次常见字母的出现频率则是第三常见字母的10倍，并以此类推。他还对中文字符、英语单词和俄罗斯音素等进行了类似的分析，也都获得了斜率基本为-1的频率分布图。
这些结果显示，齐夫定律似乎可以用来描述语言中必要成分的分布。科学家用瓶鼻海豚的声音信号制作了齐夫斜率图，获得了斜率为-1的直线。这意味着海豚的声音交流系统可能包含着复杂的关系规则(在人类的交流系统中，这种规则被语言学家称为“语法”)。对婴儿咿呀学语时的声音信号进行分析则发现，其斜率比齐夫定律中的平缓得多。在海豚幼崽中也记录到了与人类婴儿相似的声音频率分布图。这告诉我们，在海豚很小的时候，它们也会咿呀学语，到成熟时才掌握“语言”。
科学家在座头鲸身上进行了同样的研究。座头鲸是具有复杂社会性的动物，它们与海豚一样，也十分依赖声音交流系统，而更少依赖姿势或面部表情。在人类之前的几百万年前，座头鲸就已经发展出了全球性的交流系统。
座头鲸对噪声的处理方式也与人类相似。当我们拿起电话时，如果出现杂音，通话者就会减慢说话速度，保证对方能听清楚所有用词。科学家发现，当座头鲸受到船舶噪音干扰时，它们会减慢向彼此发出声音的频率。它们还会在制造气泡围捕鱼类的同时，彼此进行交流。不过，科学家的计算结果显示，座头鲸声音频率的减慢，最多只能抵消60%的船舶噪音，而它们的交流时间也会因此变长。
这种现象意味着什么？我们可以借用一个类比来说明。面对一份缺失部分字母和单词的文本，我们仍可以运用强大的语法组织能力，将文本的信息提取出来。在座头鲸中可能也存在着类似的“语法”，因为它们即使没有听到完整的声音，也能够获得足够的信息。目前科学家还没有足够的数据来对座头鲸和人类的“信息熵”进行对比，但可以肯定的是，这些鲸鱼的交流系统具有很高的结构复杂性。
信息论也可以应用在单程交流系统中，如棉花等植物与黄蜂的交流。棉花能够告诉黄蜂哪一株植物可以停留(植物上拥有作为黄蜂猎物的虫子)。虽然这还不是不同星球间的交流，但这种不同生物界之间的交流，已经是科学家目前所观察到最接近的了。
将信息论应用在蜜蜂身上也很有趣，它们的“摇摆舞”通信系统涉及利用太阳进行导航。蜜蜂拥有SETI分析中的三个重要要素：一个交流系统；利用工具(建造六角形的蜂巢结构)；能运用天文学(利用太阳，有时是满月来寻找蜜源)。
更多的尝试
在利用无线电进行搜索的同时，用光学手段搜寻地外文明的尝试也越来越多。无线电SETI搜寻的是窄带传输的信号，自然界显然无法产生这种信号。光学手段SETI则依赖于纳秒级脉冲光的监测。只有人工的技术力量才能制造出这样的信号，就科学家目前所知，自然界中最快的脉冲光来自毫秒脉冲星。