简单来说，暗物质和暗能量是两个概念。暗物质是一种目前在电磁波中无法直接观测到的物质，但会像普通物质一样产生引力。暗能量是一种目前电磁波中无法直接观测到的能量，不同于普通物质和暗物质可以产生引力吸引。暗能量可以排斥引力。暗物质和暗能量是现代宇宙学中两个最重要的谜团。目前天文学家对它们的了解非常有限，只能推断它们的存在。
我们平时能看到的物质叫做重子，因为它们都是由质子和中子组成的，由三个夸克组成的质子和中子叫做重子。天文学家在观察星系中恒星的自转速度时发现，随着恒星与星系中心的距离越来越远，恒星的自转速度并没有变慢，而是基本保持不变。如果宇宙中只有重子物质，那么星系边缘附近的恒星不可能有这么高的转速，这说明星系中可能还存在大量的非重子物质，即所谓的暗物质。此外，星系产生的引力透镜现象也可以预示暗物质的存在。
另一方面，暗能量的存在与宇宙加速膨胀有关。观测表明，宇宙空的膨胀速度越来越快。如果宇宙中只有引力，那么宇宙空的膨胀速度就会越来越慢。所以宇宙空也充满了一种排斥引力的能量——暗能量。但暗能量的作用尺度是在整个宇宙，在一个局部区域引力更强，所以银河系的结构可以保持稳定，可以形成地球、太阳等天体。
