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  表1顯示了銀河系中星際物質主要成分的細目。

  提出兩個"相位"平衡的靜態模型來解釋星際物質的觀測特性。其建模的星際物質包括由中性和分子氫雲組成的冷緻密相("T"< 300 K),和由稀有的中性氫和離子氣體組成的溫星際雲相("T" ~ 10 K)。新增了一個動態的第三相,表示被超新星衝擊和加熱而非常炎熱("T"~ 10 K)的氣體,並構成星際物質的大部分體積。這些相是加熱和冷卻可以達到平衡狀態的溫度。他們的潤為為過去三十年的進一步研究奠定了基礎。然而,相的相對比例及其細節仍然不為人所知。

  星際物質是湍流,因此在所有尺度的空間上都充滿了結構。恆星誕生於巨分子云複合體的深處,通常只有幾個秒差距的大小。在它們生存和死亡的期間,恆星和星際物質之間有實質的互動。  來自年輕恆星群(通常有巨大甚至超巨大的電離氫區圍繞著)的星風和超新星創造的激震波注入巨大的能量至周圍的環境,從而導致超音速的湍流。結果是可以觀察到不同大小的結構,像是星風泡和熱氣體的超級氣泡,是在X射線望遠鏡或電波望遠鏡的星圖中的湍流。  太陽目前正在通過本地星際雲中一個密度較低的本地泡的低密度區域。

  星際物質從太陽系的行星際物質結束的地方開始。太陽風的速度在距離太陽90～100天文單位的終端震波處減慢到次音速。在終端震波之外的區域稱為日鞘,是星際物質與太陽風互動作用之處。航海家1號(在1998年後成為距離地球最遠的人造物體)在2004年12月16日穿越過終端震波,在2012年8月25日穿越過太陽圈頂後,不久就進入星際物質,第一次提供直接偵測星際物質的條件。

  星際物質還負責消光和紅化,來自恆星的光會被降低光強度和移動占主導地位的可觀測波長的光。這些影響是光子被散射和吸收引起的,並使得在黑暗的天空中可以用肉眼觀察星際物質。在銀河系(一個均勻的恆星盤)的光帶上有一個明顯的裂痕,是由分子云吸收在數千光年內的背景星光造成的。  遠紫外線被星際物質中的中性成分有效吸收。例如,氫原子的典型吸收波長為121.5奈米,是萊曼α的轉換。因此,幾乎不可能看見來自距離地球數百光年的恆星發射出這個波長的光。因為大部分的光在旅行到地球的過程中,都在通過中性氫時都被吸收掉了。

  根據星際物質的溫度、密度和電離狀態,不同的加熱和冷卻機制,決定了氣體的溫度。  "n"("r") ∝ "r",

  此處"r"是塵埃粒子的半徑。假設,彈射的塵埃粒子表面積分佈為"πr""n"("r") ∝ "r"。這顯示最小的塵埃粒子主導了這種加熱的方法。  在密度和溫度非常高的超新星殘骸中,通過熱交換加熱顆粒就非常重要。  在巨大的分子云中(特別是在高密度時),通過顆粒-氣體碰撞加熱佔有主導地位。由於光學深度低,遠紅外線輻射可以深入。塵埃顆粒通過這種輻射加熱,在與氣體碰撞時可以傳輸熱能。加熱的效率可以由給出的調節係數測量: 此處的"T"是氣體的溫度,"T"是塵埃顆粒的溫度,"T"是氣體原子或分子碰撞後的溫度。由測量的係數是"α" = 0.35。

  從≈10KHz(極低頻)到≈300GHz(極高頻)的電波在星際空間的傳播不同於地球表面,有許多不存在於地球的干擾和使訊號失真的來源。電波天文學大量依賴補償不同的傳播效應,以發現所期望的訊號。

  在1864年,威廉·哈金斯使用光譜確定星雲是由氣體構成。哈金斯有一個私人天文臺,它的8英寸望遠鏡鏡頭是由阿爾文·克拉克製造,配置了光譜儀,使他能有突破性的觀測。  在1904年,使用波茨坦大折射鏡發現星際物質中的鈣。天文學家約翰內斯·哈特曼從對獵戶座的雙星參宿三(獵戶座δ)的光譜觀測中,確定在星際空間中有元素鈣 。  斯利普爾(Slipher)在1919年進一步證實星際空間存在氣體,然後在1912年斯利普爾確認了星際塵埃。通過這種方法,星際物質的整體性質在一系列的發現和假設中得到了證實。

  幾個世紀以來,星際物質的性質一直受到天文學家和科學家的關注。然而對星際物質的理解和發展,他們首先不得不先認識"星際"空間的基本概念。這個術語似乎首次出現在的文稿中: "星際滑雪者...哈斯...與群星有如此的親和力,在其間的旋轉,就有如恆星般。" 稍後,自然哲學家羅伯特·波義耳(1674) 論述說"天空中的星際部分,在一些伊比鳩魯學派的模型中必須是空的。"  在現代的電磁學發展之前,早期的物理學家假設存在一種無形的乙太做為攜帶光的媒介。推測這種乙太也存在星際空間中,就像寫道:"這種射流充滿星際空間,就像乙太充滿星際空間。"  深空攝影成像技術的出現讓愛德華·巴納德製作出暗星雲在背景星場上的第一批剪影影象,而首先實際探測到星際空間的冷擴散物質是約翰內斯·哈特曼在1904年使用光譜儀拍攝的吸收譜線影像。在對參宿三的光譜和軌道的歷史研究中,觀察來自這顆恆星的光,哈特曼意識到其中一些光在到達地球之前被吸收。他報告說來自鈣的"K"線吸收似乎非常微弱,但近乎完美的銳利,並報告在393.4奈米的鈣線有令人相當驚訝的結果:沒有由於恆星的軌道運動引起譜線的週期性位移。這條譜線的固定性質使哈特曼得出造成這條吸收線的氣體並不存在於參宿三的大氣中,而是位於這顆恆星視線方向之間某個地方的一個孤立物質雲中。這一發現開啟了星際物質的研究。  在一系列的調查中,維克托·安巴楚勉引入了現在普遍接受的概念,極星際物質以雲的形式存在。  繼哈特曼確定星際鈣吸收之後,鈉被在檢測房宿四(天蠍座β)和參宿三發現在589.0和589.6奈米的"D"線吸收是固定的。  後續對參宿一(獵戶座ζ)和參宿二(獵戶座ε)中鈣的"H"和"K"線的觀測,揭示了光譜中的雙重和非對稱輪廓。這些指向獵戶座視線方向的星際研究是非常複雜的。非對稱吸收輪廓是多條吸收線疊加的結果,每條吸收線都對應於相同的原子變遷(例如鈣的"K"線),但發生在具有不同徑向速度的星際雲中。由於每個雲有不同的速度(朝向或遠離觀測者/地球),因此每個雲的吸收線因為多普勒效應,相對於靜止譜線的波長,不是藍移就是紅移。這些證實物質不是均勻分佈的觀測結果,是星際物質內部有多個離散雲的第一個證據。  越來越多有關星際物質的證據,導致評論說:雖然星際吸收的物質能只是乙太,但其選擇性吸收的性質,就如雅各布斯·卡普坦指出的,是氣體的特徵,自由氣體分子當然存在,因此它們可能不斷地被太陽和恆星驅離。  在同一年,維克托·赫斯發現了宇宙線,這種高能帶電粒子從太空向地球傾瀉而下,導致其他人猜測他們是否也滲透到星際空間。第二年,挪威探險家兼物理學家克里斯蒂安·伯克蘭寫道:"假設整個空間充滿了電子和各種帶電的離子在飛翔,這似乎是我們觀點的自然結果,我們就得假設演化中的每一個恆星系統都會將帶電體送入太空。因此認為宇宙中大部分的物質不是在太陽系或星雲中被發現,而是在"空"的空間裡。這似乎並非不合理。" 。  指出"很難相信恆星之間的巨大空隙是完全空無一物的。地球的極光並非因為太陽發射的帶電粒子而被激發。如果數百萬顆恆星也一樣的噴發出離子,是毫無疑問的事實,星系內就沒有絕對的真空。"  2012年9月,NASA的科學家報告說在受到"星際物質(ISM)"的影響,多環芳香烴(PAHs)通過氫化、充氧和羥基化的轉換,形成更復雜的有機化合物- "朝向氨基酸和核苷酸(分別為蛋白質和DNA的原料)的道路跨出了一步"。此外,由於這些轉換的結果,多環芳香烴失去原有的光譜特徵,這可能是檢測星際冰和宇宙塵缺少多環芳香烴的原因之一,特別是冷、稠密雲或原行星盤上面的分子層。  在2014年2月,NASA宣佈一個重大升級的資料庫用於追蹤宇宙中的多環芳香烴(PAHs)。科學家認為,宇宙中超過20%的碳可能與多環芳香烴有關,是外星生物起源的起始材料。多環芳香烴似乎在大爆炸後不久就形成了,在宇宙中廣泛的分佈,與新恆星和系外行星有關。  在2019年4月,科學家與哈伯太空望遠鏡合作的報告,確認在星際物質的空間中有大型複雜的電離分子,發現了巴克明斯特富勒烯(C,也稱為"巴克球")。

  星際物質包括星際氣體和星際塵埃。星際氣體包括氣態的原子、分子、電子、離子等,主要由氫元素組成,其次是氦,其元素丰度與恆星基本一致。星際塵埃是直徑大約為10釐米的固體顆粒,包括冰狀物、石墨、矽酸鹽等,彌散在星際氣體當中,質量大約佔星際氣體的10%。  銀河系中的星際物質主要分佈在旋臂中,佔到了銀河系總質量的10%,密度大約為每立方厘米一個氫原子,這種密度其實很低,在人造的真空中都無法達到。
在天文學,星際物質(ISM)是存在於星系的恆星系統之外,在太空中的物質和輻射。這些物質的形式包括電離的氣體、原子、和分子,以及宇宙塵和宇宙射線。它們填充了星際空間,並且順利地融入周圍的星系際空間。能量以電磁輻射的形式佔據相同體積的星際輻射場。