فضا در واقع اصلا خالی نیست. جز در مورد سحابیهای روشن یا تاریک ، بین ستارگان گاز بسیار رقیق و غبار که مستقیما نمی توان آنها را دید وجود دارد. بسیاری از سحابیها متراکم تر از گازهای رقیق بین ستارگان هستند. در فضای بین ستارگان به طور متوسط در هر سانتی متر مکعب یک یا دو اتم وجود دارد (هوای معمولی دارای ده میلیون میلیارد مولکول در هر سانتی متر مکعب است.)

ما چگونه می توانیم بگوییم چنین گازی وجود دارد؟ گاز بین ستاره ای برای نخستین بار مطالعه طیف ستارگان دوتایی مشخص شد.

اخترشناسان در آنها خطوط طیفی را یافتند که نمی توانست متعلق به ستاره باشد و میبایست به هنگام عبور نور از میان فضا برای رسیدن به ما به وجود آمده باشند. عامل چنین خطوطی میبایست گاز میان ستاره ای باشد. غبار میان ستاره ای که ذرات جامد و ریز تشکیل یافته ، از طریق اثر گذاریشان بر نور ستارگان قابل تشخیص هستند.این غبار ها نور آبی را که دارای طول موج کوتاه است بیش از نور سرخ که دارای طول موج بلند است کم رنگ می کنند.مطالعه دقیق طیف ستارگان چنین  اثری را نشان می دهد و به سرخ شدن میان ستاره ای مشهور است.