Ajattelemme usein tilaa "tyhjänä", mutta todellisuudessa se on täynnä materiaalia. Mitä siellä on? Tähtitieteilijät havaitsevat säännöllisesti tähteiden joukossa kelluvia kaasuja ja pölyä, ja niitä on kosmiset säteet vetoketju matkalla lähteistään (usein supernoova-räjähdyksissä). Lähellä tähtiä, tähtienväliseen väliaineeseen vaikuttavat magneettikenttä ja tähtituulet, ja tietenkin, tähdet kuolevat.
Tähtienvälisen väliaineen (tai ISM) tyhjät osat ovat viileitä ja taipuisia. Joillakin alueilla elementtejä esiintyy vain molekyylin muodossa eikä niin monta molekyyliä neliö senttimetriä kohden kuin voisi löytää paksummilta alueilta. Hengitetyssä ilmassa on enemmän molekyylejä kuin näillä alueilla.
ISM: n runsaimpia alkuaineita ovat vety ja helium. Ne muodostavat noin 98 prosenttia ISM: n massasta; loput siellä löydetyistä "tavaroista" koostuvat vetyä ja heliumia raskaammista alkuaineista. Tähän sisältyvät kaikki materiaalit, kuten kalsium, happi, typpi, hiili ja muut "metallit" (joita tähtitieteilijät kutsuvat elementeiksi vedyn ja heliumin takana).
Vetyä ja heliumia ja joitain pieniä määriä litiumia muodostettiin Alkuräjähdys, maailmankaikkeuden muodostava tapahtuma ja tähdet (alkaen ensimmäisistä). Muut elementit olivat kypsennetty tähtiin tai luotu supernova räjähdykset. Kaikki tuo materiaali leviää avaruuteen muodostaen kaasu- ja pölypilviä, joita kutsutaan sumuiksi. Läheiset tähdet lämmittävät erilaisia pilviä, ne pyyhkäisevät iskuaaltoihin läheisten tähtien räjähdyksillä ja vastasyntyneet tähdet revittyvät tai tuhoavat. Ne on kierretty läpi heikolla magneettikentällä, ja tietyissä paikoissa ISM voi olla melko turbulentti.
Tähdet syntyvät kaasu- ja pölypilvissä, ja ne "syövät" tähti syntymäpesiensä materiaalin. Sitten he elävät elämänsä ja kuollessaan he lähettävät "kypsennetyt" materiaalit avaruuteen rikastaakseen ISM: ää edelleen. Joten, tähdet ovat tärkeitä tekijöitä ISM: n "juttuissa".
Omassa aurinkokunnassamme planeetat kiertävät ns. "Planeettaväliseen väliaineeseen", joka itse määritellään aurinko tuuli (energian ja magnetoituneiden hiukkasten virta, joka virtaa auringosta).
"Reunaa", josta aurinkotuuli lähtee ulos, kutsutaan "heliopauseksi", ja sen jälkeen ISM alkaa. Ajattele aurinkoamme ja planeettojamme, jotka asuvat "kuplan" suojatussa tilassa tähtien välillä.
Astronomit epäilivät ISM: n olemassaolon kauan ennen kuin he todella saivat tutkia sitä nykyaikaisilla välineillä. ISM: n vakava tutkimus aloitettiin 1900-luvun alkupuolella, ja kun tähtitieteilijät paransivat kaukoputkensa ja instrumenttinsa, he saivat tietää enemmän olemassa olevista elementeistä. Nykyaikaiset tutkimukset antavat heidän käyttää kaukaisia tähtiä tapana koettaa ISM tutkimalla tähtivaloa, koska se kulkee kaasu- ja pölytähteiden välisten pilvien läpi. Tämä ei ole liian erilainen kuin käyttämällä etäkvasaarien valoa koettaa muiden galaksien rakenne. Tällä tavoin he ovat tajunnut, että aurinkokuntamme kulkee avaruusalueen, jota kutsutaan "Paikalliseksi tähtienväliseksi pilveksi", läpi, joka ulottuu noin 30 valovuoden avaruuteen. Tutkiessaan tätä pilviä pilvien ulkopuolelta tulevien tähtiä käyttävän valon avulla, tähtitieteilijät oppivat lisää ISM: n rakenteista sekä naapurustossamme että sen ulkopuolella.