传统物理学认为宇宙空间中充斥着物质和能量，其实文学家们通过引力透镜、宇宙中大尺度结构形成、天文观测和膨胀宇宙论研究表明:宇宙的密度可能由约68.3%的暗能量，4.9%的重子物质（可见物质），26.8%暗物质组成，也就是说在我们的宇宙中只有物质和能量，还有暗物质和暗能量。暗物质和暗能量相加，将占到宇宙总量的95%，然而至今我们仍看不到它们到底什么样子，不过这两种事物的演变，将直接关乎宇宙的未来命运。
那么什么是暗物质呢？一般认为它是一种比电子和光子还要小的物质，不带电荷，不与电子发生干扰，但能够被电磁波和引力场穿越和利用。早期爱因斯坦相对论中曾经认为宇宙是有限封闭的，但是这样的话宇宙中物质的平均密度必须达到每立方厘米5×10的负30次方克，然而迄今可观测到的宇宙的密度却比这个值小了100倍，那么这些物质都哪里去了呢？实际上直到今天，科学家们也没有找它，就好像它们藏在看不见的暗处，科学家们就称他们为暗物质，这也是暗物质叫法的来源。
暗物质也是一种物质，只是由于它比较“懒惰”，通常不会和其他物质粒子发生作用，因此很不容易被我们看到，而且暗物质的密度非常小，但是含量却非常巨大，因此它的总质量也很大，约占整个宇宙总质量的26%左右，比我们能看见的物质的总量多了五倍多。
虽然暗物质无法直接观测得到，但它能干扰星体发出的光波或引力，也在星系的运行中起着不可替代的作用其存在能被明显地感受到。
暗物质存在的最早证据来源于对球状以及螺旋星系旋转速度的观测，通过计算机对它们的模拟状况，如果它们的运行没有其他事物参与的话，那么它们将会在极高的运行速度下分崩离析，正是暗物质的存在让星系中的恒星凝聚在一起稳定的运行。
宇宙中的暗能量又和暗物质迥然不同，它是驱动宇宙运动的一种能量，已经被广泛认同的宇宙大爆炸学说认为我们的宇宙正在膨胀，而膨胀的原因就是由于暗能量的存在，其膨胀速率不是恒定或减慢，而是在加速，它的汹涌澎湃可以说超过了宇宙中的所有事物，以至于占到了宇宙密度的70%，这也体现了宇宙中暗能量势力的强大。
有些天文学家认为暗能量的发展趋势将预示着宇宙的未来发展，甚至有可能终结宇宙，让一切消散于虚无，宇宙中的天体红移现象能够很好的体现暗能量的存在，对于暗能量的研究在2011年曾被授予了诺贝尔物理学奖，暗能量无法去用物质来定义，它更多的表现为一种类似推动力的势能，但它又的确是一种强大的能量，其密度或是一种宇宙常量，它的运动为宇宙提供了膨胀的动力，也决定着宇宙的未来。
