Evren sıradan madde, karanlık madde ve karanlık enerjiden oluşur. Evrenin yalnızca yüzde 4,6'sı sıradan atomlardan, diğer yüzde 95,4'ü ise insanın göremediği maddelerden oluşur.
1985'e kadar, gökbilimciler evrenin protonlar, nötronlar ve elektronlar gibi sıradan maddelerden oluştuğuna inanıyorlardı. Ancak, gökbilimciler kozmik mikrodalga fon dalgalanmalarını doğru bir şekilde ölçtüğünde ve yıldızların ve gazın hareketlerini ölçtüğünde, evrenin kütlesini hesaba katacak kadar atom bulunmadığı keşfedildi. Araştırmacılar Samanyolu ve onun gibi diğer galaksilerin, görünür toz ve yıldızların neden olabileceğinden 10 kat daha fazla kütleye sahip olduğunu buldu. Bu kitlesel tutarsızlık, yerçekimi çekimi yapan, ancak karanlık madde olarak adlandırılan ışığı yayan ya da absorbe etmeyen maddenin getirilmesiyle açıklandı.
Kahverengi cüceler, süper kütleli kara delikler ve olası yeni bir madde biçimi dahil olmak üzere karanlık maddenin yapısı hakkında çeşitli spekülasyonlar yapılmıştır. Hem kahverengi cüceler hem de süper kütleli kara delikler, parlaklık eksikliği nedeniyle tespit edilmeleri oldukça zordur. Bu nesnelerin yeterli çekiminin yerçekimsel merceklenme ile gözlemlenmesi durumunda, evrenin kayıp kütlesini hesaba katabilir. Yeni madde formları, karanlık madde ile özellikleri paylaşan partiküllerin oluşumunu denemek ve gözlemlemek için süper-katlayıcılar kullanılarak araştırılmaktadır.
