Det cylinderformade föremålet är ungefär lika stort som en mindre bil och hittades på en strand nära Green Head norr om staden Perth på landets västkust.
Den australiska rymdmyndigheten uppger att den har kontakt med andra rymdorganisationer för att identifiera föremålet, som delvis tycks vara tillverkat av ett vävt material.
"Föremålet kan komma från en främmande rymdfarkost och vi har kontakt med våra globala motsvarigheter som kanske kan ge mer information", twittrar myndigheten.
Andrea Boyd från Europeiska rymdorganisationen (ESA) uppger att hennes kollegor tror att föremålet som spolats upp från Indiska oceanen föll från en indisk raket när de skickade upp en satellit.
– Vi är ganska säkra på att det, baserat på formen och storleken, är en överdel till en motor från en indisk raket som har används för flera olika uppdrag, säger hon till Australian Broadcasting Corporation (ABC).
Området kring föremålet är avspärrat. Polismyndigheten i västra Australien uppgER att föremålet har genomgått en kemisk analys och inte är farligt för allmänheten.