Uzayın yapısı ve içeriği bilim insanlarının merakını binlerce yıldır çekmiştir. 1900'lü yılların başından önce yaklaşık 2000 yıl boyunca uzayın, eter diye bilinen görünmez bir maddeyle dolu olduğu ve ışık dalgalarının da onun içinde ilerlediği düşünülürdü. Ancak elektromanyetik kuram ve görelilik kuramlarıyla birlikte ışığın ilerlemesi için herhangi bir ortama gereksinim olmadığı ve uzayın da “boş” olduğu anlaşıldı.
Her ne kadar mükemmel “boşluk”a en yakın ortam olsa da, uzay tümüyle boş değildir. Uzayın değişik bölgelerinde, “boş”luk düzeyi, yani bulunan madde miktarı, farklıdır. Örneğin Dünya ile Mars arasındaki uzay ile Güneş ile Akyıldız (Sirius) arasındaki uzay ya da Samanyolu ile Andromeda Gökadası arasındaki uzay, aynı boşlukta –ya da dolulukta– değildir.
Dünya'da deniz düzeyindeki havada metreküpte yaklaşık 1025 atom vardır. Gezegenler arası uzayda, yani Güneş Sistemi'nin sınırları içinde, metreküpte ortalama 5 ila 100 milyon (106-108) kadar atom olur. Bunun yanında kilometreküpte 1000 dolayında toz parçacığı bulunur.
Samanyolu'ndaki kütlenin büyük bölümü yıldızlarda toplanmıştır. Geri kalanı da yıldızlar arası uzaya yayılmış gaz ve toz halindedir. Yıldızlar arası uzay, gezegenler arası uzaya göre daha “boş”tur. Samanyolu'nun yıldızlar arası ortamındaki ortalama madde yoğunluğu ortalama olarak metreküpte bir milyon atomdur; yani 1 atom/cm3. Toz yoğunluğuysa kilometreküpte 100 toz parçacığı kadardır. Bu sayılar çok küçük görünebilir, ama Samanyolu'ndaki toplam maddenin yaklaşık yüzde 10'unu gaz ve toz oluşturur. Buna, yıldızlar arası madde de denir. Madde miktarı Samanyolu'nun ötesindeki gökadalar arası uzayda çok daha azdır.