Spațiul dintre stele nu este gol. Conține gaz, praf, raze cosmice și câmpuri magnetice. Acest material este mediul interstelar și este materia primă din care se formează noi stele și planete. Este, de asemenea, cimitirul stelelor vechi, îmbogățite cu elemente grele care au fost făurite în nucleele lor și eliberate atunci când au murit.

Mediul este subțire conform standardelor Pământului. Un centimetru cub ar putea conține câțiva atomi, comparativ cu miliardele de miliarde din aerul pe care îl respirăm. Dar distanțele sunt vaste, așa că masa totală este enormă. Calea Lactee conține aproximativ 10% din masa sa în gaz și praf interstelar.

Mediul nu este uniform. Are faze. Există nori moleculari reci și denși unde se formează stelele. Există regiuni calde și neutre. Există gaz fierbinte, ionizat, în jurul stelelor tinere și al rămășițelor supernovelor. Aceste faze interacționează, iar echilibrul dintre ele modelează modul în care evoluează galaxiile.

Praful este o componentă minoră ca masă, dar majoră pentru astronomi. Acesta blochează lumina vizibilă, creând nebuloase întunecate. De asemenea, înroșește lumina stelelor, la fel cum fumul înroșește un apus de soare. Telescoapele cu infraroșu pot vedea prin praf, dezvăluind stelele și norii din spatele lui.