Spațiul cosmic nu este niciodată complet gol, conținând în medie un atom de hidrogen pe centimetru cub.

Mediul interstelar (ISM) reprezintă materia și radiația care există în spațiul dintre sistemele stelare dintr-o galaxie. Acesta este compus în principal din gaz ionic, atomic și molecular, precum și din praf cosmic și raze cosmice. În regiunile cele mai rarefiate ale spațiului intergalactic, densitatea poate scădea până la un atom de hidrogen pe centimetru cub, o valoare infimă comparată cu cele 25 de miliarde de miliarde de molecule găsite într-un centimetru cub de aer la nivelul mării.Hidrogenul reprezintă aproximativ 90% din atomii din univers, fiind elementul primordial creat în urma Big Bang-ului. Acești atomi solitari nu sunt statici, ci interacționează prin forțe gravitaționale slabe pe parcursul a milioane de ani. Atunci când densitatea acestor nori de gaz crește suficient de mult, apar instabilitățile gravitaționale care duc la colapsul norului și, în cele din urmă, la aprinderea unei noi stele.Cercetările efectuate de misiuni precum sondele Voyager 1 și 2 au oferit date prețioase despre densitatea plasmei în afara heliosferei. Voyager 1 a detectat o creștere a densității electronilor pe măsură ce a părăsit sistemul nostru solar în 2012, confirmând prezența mediului interstelar. Deși densitatea este mică, la viteze de călătorie interstelară (fracțiuni din viteza luminii), acești atomi pot bombarda o navă spațială cu o energie echivalentă cu radiația gamma intensă, reprezentând o provocare majoră pentru ingineria aerospațială viitoare.