O espaço sideral não é vazio; ele é preenchido por uma densidade sutil de gás, poeira e radiação.

A matéria entre as estrelas é chamada de meio interestelar, composta por 99% de gás e 1% de poeira. A maior parte desse gás é hidrogênio e hélio. Para fins de comparação, o ar na Terra é muito mais denso: um centímetro cúbico de ar contém 25 quintilhões de moléculas.Sondas da NASA, como a Voyager 1 e a Voyager 2, mediram a densidade do espaço utilizando instrumentos para captar a vibração de elétrons no gás. Essas vibrações soam como um zumbido baixo, provando que o espaço não é um vazio absoluto.O espaço também contém a Radiação Cósmica de Fundo em Micro-ondas, uma luz que viaja desde o Big Bang, descoberta pelos cientistas Arno Penzias e Robert Wilson em 1964. Além disso, existe a matéria escura, que compõe grande parte do universo.Mesmo se removêssemos todos os átomos, o espaço ainda teria energia. Partículas minúsculas surgem e desaparecem constantemente, um fenômeno chamado flutuação quântica. Essas partículas tornam o vácuo espacial um lugar extremamente ativo.Esse gás rarefeito gera efeitos físicos reais, como uma leve força de arrasto em satélites na órbita terrestre, além de fornecer a matéria-prima para a formação de novas estrelas. Portanto, o espaço é um quase-vácuo, e não um vácuo perfeito.