Yıldızlar arasındaki boşluk boş değildir. Gaz, toz, kozmik ışınlar ve manyetik alanlar içerir. Bu madde, yıldızlararası ortamdır ve yeni yıldızların ve gezegenlerin oluştuğu ham maddedir. Aynı zamanda, çekirdeklerinde oluşan ve öldüklerinde salınan ağır elementlerle zenginleşmiş eski yıldızların mezarlığıdır.

Dünya standartlarına göre ortam oldukça incedir. Bir santimetre küp, soluduğumuz havadaki milyarlarca atoma kıyasla sadece birkaç atom içerebilir. Ancak mesafeler çok büyük olduğundan toplam kütle muazzamdır. Samanyolu galaksisi kütlesinin yaklaşık yüzde 10'unu yıldızlararası gaz ve tozdan oluşturur.

Ortam homojen değildir. Çeşitli evreleri vardır. Yıldızların oluştuğu soğuk, yoğun moleküler bulutlar bulunur. Sıcak, nötr bölgeler vardır. Genç yıldızların ve süpernova kalıntılarının etrafında sıcak, iyonize gaz bulunur. Bu evreler etkileşime girer ve aralarındaki denge, galaksilerin nasıl evrimleştiğini şekillendirir.

Toz, kütlece küçük bir bileşen olsa da gökbilimciler için büyük önem taşır. Görünür ışığı engelleyerek karanlık bulutsular oluşturur. Ayrıca, tıpkı dumanın gün batımını kızıl renge boyaması gibi, yıldız ışığını da kızıl renge boyar. Kızılötesi teleskoplar tozun içinden geçerek arkasındaki yıldızları ve bulutları ortaya çıkarabilir.