暗物质（dark matter）是指存在于宇宙中的一种物质，它不与光子或其它光谱中所能检测到的粒子相互作用，因此无法用天文学上的常规手段直接观测到。它的存在与显然的引力作用有关，即在宇宙中形成星系、星云和星团等天体时所产生的引力。当前，暗物质仍然是宇宙学和粒子物理学领域中最为重要和基础的问题之一。
暗物质被称为“暗”是因为它在光学波段和大多数物理学实验中几乎是不可见的。宇宙中可见的物质，例如星系，星云或行星，均可通过粒子间的相互作用与电磁波相互作用或吸收和辐射光线等方式来进行观察和研究。在暗物质中，没有显著的电磁相互作用，因此不可能通过这种方式来观察或检测。
那么，为什么科学家们能够得出暗物质的存在呢？其实，暗物质最早被发现是通过星系旋转曲线的观察。星系自己旋转时，它的内侧星体吸引力较大，外侧星体受到吸引力的力量逐渐减小，因此星系整体旋转时，它的内侧伸展，而外侧则展开。依据牛顿力学第一定律，从物理学原理的角度来看，旋转曲线上的外侧区域应该会旋转得比内测区域更慢，但是我们观察到的恰恰相反。这个问题被称为“星系旋转曲线问题”。
物理学家认为这个问题可能的一个解决方案是假设在星系周围存在一种质量丰富的物质，这种物质对周围的星系产生作用力，导致星系旋转曲线上外侧区域旋转得更快。暗物质因此被用来解释这个问题。它通过引力作用使得星系形成、演化和组织到比我们看到的可见物质所形成的组织更大的结构中。暗物质的密度比可见物质的密度高几倍以上，据估计该宇宙中暗物质的密度约为所有可见物质的密度之和的五倍以上。
为了研究暗物质，科学家们使用了很多种方法，如天体物理学和星系实验等。通过运用计算机模拟和星系动力学模型，科学家们能够从一定程度上推测暗物质的位置和形态。目前，颗粒物理学领域的研究也在积极寻找暗物质的特征和现象，例如利用粒子探测器等设备直接探测和测量暗物质粒子，以确定其组成成分和性质。
暗物质作为宇宙学和粒子物理学领域中的一个重要课题，正在引起科学家们的广泛关注。虽然它很难进行直接观测，但暗物质在宇宙学和天文学领域的研究帮助我们更好地了解宇宙的演化和组织。
