奥尔特云最初是天文学家提出的太阳系假想边界，但现在已经有几个证据可以表明奥尔特云的存在。理论上，奥尔特云的内边缘距离太阳5万天文单位（0.8光年），外边缘距离太阳20万天文单位（3.2光年）。
奥尔特云可以分为两部分，内层是盘状的希尔斯云，外层则是球状的奥尔特云。在奥尔特云中，可能分布着多达上亿块冰状天体，它们是早期太阳系的残余物。
关于奥尔特云存在的第一个证据是长周期彗星。最初，天文学家简?奥尔特（Jan Oort）通过研究长周期彗星发现，这些彗星的周期要比冥王星长得多。冥王星处在柯伊伯带中，这个盘状结构距离太阳30至50天文单位，这里是短周期彗星的发源地。由于长周期彗星的周期很长，表明它们来自于冥王星轨道之外很远的地方，而不是柯伊伯带。
然而，长周期彗星几乎不可能是来自太阳系外的天体，因为星际天体的运动速度极快，它们不会在轨道上环绕太阳旋转。去年发现的星际天体“奥陌陌”就是一个很好的例子，它高速冲入内太阳系，然后受太阳引力作用拐了个大弯，最终朝着星际空间飞去，太阳引力无法抓住它。于是，奥尔特云的概念被提出来，该区域被认为是长周期彗星的发源地。
第二个证据来自太阳系形成理论。根据太阳系形成模型的预测，巨行星的形成会把较小的天体向外太阳系驱逐。有些天体获得足够快的速度，脱离太阳系飞入星际空间（奥陌陌很可能就是被它原先的恒星系统驱逐出来）；而有一些则分布到太阳系外围的奥尔特云中，受到太阳引力的束缚。
第三个证据，天文学家已经在其他恒星系统中观测到了柯伊伯带，而奥尔特云很可能就是柯伊伯带的延续。
此外，在2013年，天文学家观测到了一颗周期极长的彗星——C/2013 P2，其轨道周期超过了5100万年，它是奥尔特云存在的很好证据。
