尽管占宇宙总质能的约26%，暗物质从不与光发生作用，既不发光也不吸光，只能通过其引力效应被察觉。它像是宇宙的隐形骨架，塑造了星系的旋转、星系团的运动以及宇宙大尺度结构的形成。如果没有暗物质提供的额外引力，星系外围恒星的旋转速度会因可见物质不足而急剧下降，但观测显示它们高速旋转，暗示有大量不可见物质在“拉住”它们。目前主流观点认为，暗物质是某种超出标准模型的全新基本粒子，如“弱相互作用大质量粒子”，但它们从未被直接探测到。暗物质的存在解释了宇宙结构的起源，但其本质仍是现代物理学最大的谜团之一。
