暗物质是目前理论上预言的一种不发光的神秘物质，目前人类只能通过暗物质的引力作用来间接推测暗物质的存在，近几十年来科学家对暗物质的真实性感到困惑，这也是当今物理学最大的谜团之一。
发现暗物质
在上世纪三十年代，天文学家研究后发座星系团中各星系的运动速度时，发现各星系之间的相对运动速度异常，仅靠星系团中可见星系的引力作用，远远无法维持星系团的稳定，后来天文学家在更多的星系中发现了这一现象，包括我们银河系边缘恒星的绕行速度也高于理论值，似乎有某种神秘力量束缚着天体。
有科学家猜测，引力作用在大尺度范围时需要进行修正，但是经过几十年的研究，绝大部分科学家都放弃了这个观点，目前比较认同暗物质的假设，暗物质是一种不参与电磁相互作用的物质，所以暗物质不发光，也不会反射光线。
在1990年，NASA通过威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）发现，我们宇宙中的暗物质是可见物质的五倍，意味着宇宙中绝大部分物质我们是看不到的，这一结果非常令人震惊。
暗物质是什么？
早期的科学家猜测，暗物质会不会是小质量的黑洞或者其他致密天体？
但是目前并没有证据能支持这个观点，如果暗物质是不可见的致密天体，根据暗物质远多于可见物质的数据，在我们太阳系周围大概率存在这样的致密天体，可事实上并没有发现。
科学家还猜测暗物质可能由某种亚原子粒子构成，比如惰性中微子？轴子？
中微子不参与电磁相互作用和强相互作用，如果存在一种中微子的弱相互作用也很弱的话，就非常接近暗物质的性质，但是目前关于中微子的研究来看，暗物质是中微子的可能性非常低。
粒子物理学还预言了一种亚原子粒子——“轴子”，轴子质量小于电子质量的百万分之一，现代物理学中，轴子是暗物质的主要候选者之一，但是由于轴子实在太小了，目前有关轴子的研究主要存在理论上。
暗物质和暗能量的关系
现代天文学中，我们经常听到这两个很相近的名词，实际上暗物质和暗能量并没有直接联系，暗物质是为了解释大尺度引力作用异常假设的，而暗能量是为了解释宇宙膨胀假设的，使用“暗”来描述，仅作为一个占位符，因为对人类目前来说还是谜团。
