Amint azt a NASA a honlapján elmagyarázza, a sötét a sötét anyagban abból a tényből ered, hogy “nem az általunk látható csillagok és bolygók formájában van jelen.”
A 19. század végén a csillagászok sötét területeket vettek észre az egyébként sűrű csillaghalmazokban. A probléma megoldására törekedve 1904-ben Lord Kelvin megállapította, hogy a Tejútrendszer galaxis becsült tömege kisebb, mint a megfigyelhető tömege, és a különbséget az úgynevezett “sötét testek” csillagainak tulajdonította. Kelvinnek válaszolva 1906-ban Henri Poincaré francia fizikus azt állította, hogy nem létezik semmiféle különleges “matière obscure”, ami lefordítva (és az első ismert szóhasználat) sötét anyag, hanem inkább nem észlelt, nem fényt kibocsátó csillagok. A sötét anyag kifejezést a tudósok 1922-re már angol kifejezésként használták.
Amint a csillagászat és az asztrofizika a 20. század folyamán előrehaladt, az univerzum feltételezett működésével kapcsolatos ellentmondások kezdtek összeadódni. Például a csillagok a spirálgalaxisok külső régióiban gyorsabban mozogtak, mint kellene, ami arra utalt, hogy ezeknek a galaxisoknak sokkal nagyobb tömegük van, mint amivel a tudósok számoltak. Vera Rubin és Kent Ford csillagászok, akik ezen a problémán dolgoztak, azt javasolták, hogy ezt a sötét anyaggal lehet magyarázni. Az 1980-as és 1990-es évek során a sötét anyag létezését, amelyet néha hidegnek és lassú mozgásúnak jellemeztek, sok tudós fokozatosan elfogadta, ahogy más bizonyítékok is kezdtek gyűlni.
A sötét anyag története azonban még messze nem ért véget. A tudósok nem tudják pontosan, hogy miből áll, sőt azt sem, hogy valóban létezik-e abban a formában, amit a kifejezés sugall, és azt sem, hogy egyáltalán hogyan határozzák meg, így ez a fizika egyik legnagyobb, megoldatlan problémája. Azt viszont tudják, hogy a sötét anyag nem galaxis méretű fekete lyukak, mert akkor a gravitációs lencsézés (a fény elhajlása egy távolabbi forrásból) miatt észlelnénk a fényt, és hogy nem antianyag, mivel az antianyag az anyaggal érintkezve apró robbanásokat produkál. Nem áll a normál anyag sötét felhőjéből, az úgynevezett bariónikus anyagból sem, mert az elnyelné a sugárzást és kimutatható lenne.
Egyes elméletek szerint kapcsolat van a sötét anyag és a kisebb fekete lyukak, a barna törpecsillagokhoz hasonló sűrű égitestek, az extra dimenziók vagy a párhuzamos világok között. Mások azt sugallják, hogy ez csak egyfajta gyenge kölcsönhatású részecske, amit még nem tudunk kimutatni, míg megint mások a gravitáció új elméletét javasolták a sötét anyag által sugallt problémák magyarázatára.
Egyes tudósok becslése szerint a sötét anyag a körülöttünk lévő univerzum mintegy 27%-át teszi ki. Bár ez nem tűnik soknak, úgy vélik, hogy 68%-a sötét energia is, az energia egy ismeretlen formája (a sötét anyag elnevezés mintájára), amely miatt a világegyetem gyorsabban tágul, mint ahogyan azt várnánk. Ha ez igaz, akkor ez azt jelenti, hogy az univerzumnak csak körülbelül 5%-a áll az általunk “anyagként” értelmezett anyagból.”