En astrofísica y cosmología física, se denomina materia oscura a un tipo de materia que corresponde al 27% de la materia-energía del universo, y que no es energía oscura, materia bariónica (materia ordinaria) ni neutrinos. Su nombre hace referencia a que no emite ningún tipo de radiación electromagnética (como la luz). De hecho, no interactúa en ninguna forma con la radiación electromagnética, siendo completamente transparente en todo el espectro electromagnético. Su existencia se puede deducir a partir de sus efectos gravitacionales en la materia visible, tales como las estrellas o las galaxias, así como en las anisotropías del fondo cósmico de microondas presente en el universo. La materia oscura fue propuesta por Fritz Zwicky en 1933 ante la evidencia de una "masa no visible" que influía en las velocidades orbitales de las galaxias en los cúmulos. Posteriormente, otras observaciones han indicado la presencia de materia oscura en el universo: estas observaciones incluyen la citada velocidad de rotación de las galaxias, las lentes gravitacionales de los objetos de fondo por los cúmulos de galaxias, tales como el Cúmulo Bala (1E 0657-56) y la distribución de la temperatura del gas caliente en galaxias y cúmulos de galaxias. La materia oscura también desempeña un papel central en la formación de estructuras y la evolución de galaxias y tiene efectos medibles en la anisotropía de la radiación de fondo de microondas. Todas estas pruebas sugieren que las galaxias, los cúmulos de galaxias y todo el Universo contiene mucha más materia que la que interactúa con la radiación electromagnética: lo restante es llamado "el componente de materia oscura". La composición de la materia oscura se desconoce. Puede incluir neutrinos ordinarios y pesados, partículas elementales recientemente postuladas como los WIMPs y los axiones, cuerpos astronómicos como las estrellas enanas, los planetas (colectivamente llamados MACHO) y las nubes de gases no luminosos. Las pruebas actuales favorecen los modelos en que el componente primario de la materia oscura son las nuevas partículas elementales llamadas colectivamente materia oscura no bariónica. El componente de materia oscura tiene bastante más masa que el componente "visible" del Universo. Actualmente, se estima que la densidad de bariones ordinarios y la radiación en el Universo equivalen aproximadamente a un átomo de hidrógeno por metro cúbico de espacio. Aproximadamente, sólo el 5% de la densidad de energía total en el Universo (inferido de los efectos gravitacionales) se puede observar directamente. Se estima que en torno al 23% está compuesto de materia oscura. El 72% restante consistiría en energía oscura, un componente incluso más extraño, distribuido difusamente en el espacio. Alguna materia bariónica difícil de detectar contribuye a la materia oscura, aunque algunos autores defienden que constituye sólo una pequeña porción. Aun así, hay que tener en cuenta que del 5% de materia bariónica estimada (la mitad de ella todavía no detectada) se puede considerar materia oscura bariónica: todas las estrellas, galaxias y gas observables reúnen menos de la mitad de los bariones que se supone debería haber. Se cree que toda esta materia puede distribuirse en filamentos gaseosos de baja densidad, formando una red por todo el universo, en cuyos nodos se encuentran los diversos cúmulos de galaxias. En mayo de 2008, el telescopio XMM-Newton de la agencia espacial europea encontró pruebas de la existencia de dicha red de filamentos. La determinación de la naturaleza de esta masa no visible es una de las cuestiones más importantes de la cosmología moderna y la física de partículas. Las denominaciones "materia oscura" y "energía oscura" expresan principalmente nuestra ignorancia, casi como los primeros mapas etiquetados como "Terra incógnita".

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Dark matter is an unidentified type of matter comprising approximately 27% of the mass and energy in the observable universe that is not accounted for by dark energy, baryonic matter (ordinary matter), and neutrinos. The name refers to the fact that it does not emit or interact with electromagnetic radiation, such as light, and is thus invisible to the entire electromagnetic spectrum. Although dark matter has not been directly observed, its existence and properties are inferred from its gravitational effects such as the motions of visible matter, gravitational lensing, its influence on the universe's large-scale structure, and its effects in the cosmic microwave background. Dark matter is transparent to electromagnetic radiation and/or is so dense and small that it fails to absorb or emit enough radiation to be detectable with current imaging technology. Estimates of masses for galaxies and larger structures via dynamical and general relativistic means are much greater than those based on the mass of the visible "luminous" matter. The standard model of cosmology indicates that the total mass–energy of the universe contains 4.9% ordinary matter, 26.8% dark matter and 68.3% dark energy. Thus, dark matter constitutes 84.5% of total mass, while dark energy plus dark matter constitute 95.1% of total mass–energy content. The great majority of ordinary matter in the universe is also unseen, since visible stars and gas inside galaxies and clusters account for less than 10% of the ordinary matter contribution to the mass-energy density of the universe. The dark matter hypothesis plays a central role in current modeling of cosmic structure formation and galaxy formation and evolution and on explanations of the anisotropies observed in the cosmic microwave background (CMB). All these lines of evidence suggest that galaxies, clusters of galaxies, and the universe as a whole contain far more matter than that which is observable via electromagnetic signals. The most widely accepted hypothesis on the form for dark matter is that it is composed of weakly interacting massive particles (WIMPs) that interact only through gravity and the weak force. Although the existence of dark matter is generally accepted by most of the astronomical community, a minority of astronomers argue for various modifications of the standard laws of general relativity, such as MOND, TeVeS, and conformal gravity that attempt to account for the observations without invoking additional matter. Many experiments to detect proposed dark matter particles through non-gravitational means are under way. On 25 August 2016, astronomers reported that Dragonfly 44, an ultra diffuse galaxy (UDG) with the mass of the Milky Way galaxy, but with nearly no discernable stars or galactic structure, may be made almost entirely of dark matter.

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