우주론에서 암흑물질은 어떤 빛이나 전자기 복사도 방출하지 않는 물질을 가리킨다. 현재 사람들은 중력의 작용을 통해서만 우주에 대량의 암흑물질이 존재한다는 것을 알 수 있다. 암흑물질의 존재에 대한 가장 빠른 증거는 구형 은하의 자전 속도에 대한 관측에서 나온 것이다. 현대천문학은 중력렌즈, 우주의 대규모 구조 형성, 마이크로웨이브 배경 복사에 대한 연구를 통해 현재 우리가 알고 있는 것은 우주의 4%, 암흑물질은 우주의 23%, 73% 는 우주의 가속 팽창을 일으키는 암흑에너지라는 것을 보여준다.