Como explica la NASA en su página web, la oscuridad de la materia oscura proviene del hecho de que «no tiene la forma de estrellas y planetas que vemos»
A finales del siglo XIX, los astrónomos observaron regiones oscuras en cúmulos de estrellas que, por lo demás, eran densos. En 1904, en un esfuerzo por abordar el problema, Lord Kelvin descubrió que la masa estimada de la galaxia de la Vía Láctea era menor que su masa observable, y atribuyó la diferencia a estrellas que eran los llamados «cuerpos oscuros». Respondiendo a Kelvin en 1906, el físico francés Henri Poincaré argumentó que no había ninguna «matière obscure» especial, traducida como (y el primer uso conocido de) materia oscura, sino estrellas no detectadas que no emiten luz. El término materia oscura ya era utilizado por los científicos en 1922.
A medida que la astronomía y la astrofísica progresaban a lo largo del siglo XX, empezaron a surgir incoherencias sobre el funcionamiento del universo. Por ejemplo, las estrellas de las regiones exteriores de las galaxias espirales se movían más rápido de lo que debían, lo que sugería que estas galaxias tenían mucha más masa de la que los científicos habían contabilizado. Los astrónomos Vera Rubin y Kent Ford, que trabajaban en este problema, sugirieron que esto podría explicarse por la materia oscura. A lo largo de las décadas de 1980 y 1990, la existencia de la materia oscura, a veces caracterizada como fría y de movimiento lento, fue aceptada gradualmente por muchos científicos a medida que se fueron acumulando otras pruebas.
Pero la historia de la materia oscura está lejos de terminar. Los científicos no saben exactamente en qué consiste, ni siquiera si existe realmente en la forma que implica el término, ni siquiera cómo definirla en primer lugar, lo que la convierte en uno de los principales problemas sin resolver de la física. Sin embargo, sí saben que la materia oscura no son agujeros negros del tamaño de una galaxia, porque podríamos detectar la luz por lente gravitacional (desviación de la luz de una fuente más lejana), y que no es antimateria, ya que la antimateria hace pequeñas explosiones al entrar en contacto con la materia. Tampoco está formada por nubes oscuras de materia normal, llamada materia bariónica, porque ésta absorbería la radiación y podría ser detectada.
Algunas teorías sugieren un vínculo entre la materia oscura y los agujeros negros más pequeños, cuerpos densos como las estrellas enanas marrones, dimensiones extra o mundos paralelos. Otros sugieren que es sólo un tipo de partícula que interactúa débilmente y que aún no podemos detectar, mientras que otros han propuesto una nueva teoría de la gravedad para dar cuenta de los problemas que sugiere la materia oscura.
Algunos científicos estiman que la materia oscura constituye alrededor del 27% del universo que nos rodea. Aunque eso no parece mucho, también creen que el 68% es energía oscura, una forma desconocida de energía (modelada con el nombre de materia oscura) que está causando que el universo se expanda más rápido de lo que esperamos. Si eso es cierto, significa que sólo un 5% del universo está hecho de la materia que entendemos como «materia».»