Ciemna materia to składnik złożonych obiektów astronomicznych sam nie będący źródłem zauważalnych ilości promieniowania jakiegokolwiek typu, o którego obecności świadczy wyłącznie jego grawitacyjny wpływ na ruch obserwowalnej materii.

Według danych obserwacyjnych zebranych na podstawie obserwacji dużych struktur kosmicznych interpretowanych w kategoriach równań Friedmana i metryki Friedmana – Lemaitre'a -Robertsona-Walkera, ciemna materia to ok. 22–23% bilansu masy-energii Wszechświata, obok materii zwykłej (widzialnej) i dominującej ciemnej energii.

Postulat istnienia ciemnej materii jest obecnie dominującym wytłumaczeniem obserwowanych anomalii w rotacji galaktyk oraz ruchu galaktyk w gromadach, ale nadal materia ta nie została odkryta eksperymentalnie, a jej natura pozostaje nieznana.

Proponowane są także inne, obecnie mniej popularne teorie starające się wyjaśniać fakty obserwacyjne, takie jak zmodyfikowana dynamika newtonowska i inne teorie zmodyfikowanej grawitacji,
 między innymi grawitacja kwantowa.