Нейтральный водород
Так как водород в светлых туманностях ионизирован и светится только там, где поблизости есть горячие звезды, то основная масса водорода в Галактике должна быть нейтральной. Но нейтральный водород в космосе не светится и невидим. Однако он излучает радиоволны длиной 21 см. По интенсивности соответствующей спектральной линии определяют массу и плотность водорода в данном направлении, а по отличию фактической длины волны этой линии от 21 см по принципу Доплера — Физо определяют скорость водородного облака. В настоящее время выяснена общая картина распределения водорода в Галактике. Он расположен преимущественно в тонком слое в галактической плоскости. Облака водорода можно наблюдать на расстояниях, гораздо больших, чем те, на которых возможно наблюдать в телескоп звезды. Температура облаков нейтрального водорода менее 100° в среднем, а температура ионизированных светящихся облаков (туманностей) — около 10 000°. Общая масса водорода, на 95% нейтрального, составляет 2% от общей массы Галактики, а масса космической пыли еще в 100 раз меньше. Плотность нейтрального водорода заключена в пределах от 10-22 до 10-25 г/см3.
В межзвездном пространстве в количестве, малом сравнительно с водородом, находятся атомы и некоторые простейшие молекулы других химических элементов. Они вызывают линии поглощения в спектрах звезд. Лучше всего заметны линии натрия и ионизированного кальция.