Se puede conocer la distribución y propiedades químicas del material interestelar en la vecindad solar midiendo el efecto que tiene sobre la luz de las estrellas.
El gas y polvo se encuentra en cualquier parte del espacio interestelar. No hay regiones de nuestra Galaxia que no tenga materia, aunque su densidad sea extremadamente baja.En general, el promedio para el gas es de aproximadamente 106 átomos por metro cúbico , lo que corresponde a un átomo por centímetro cúbico. En comparación, el mejor vacío logrado en laboratprios terrestres tiene alrededor de 109 átomos por metro cúbico El polvo interestelar es aún más escaso, como una partícula por cada trillon de átomos. El espacio entre las estrellas tiene este material tan poco denso que si se juntara lo que corresponde al volumen de la Tierra cabria en el puño de la mano.
A pesar de que las densidades son tan bajas, las distancias en escalas astronómicas son tan grandes que la materia interestelar bloque la luz visible y radiación de longitudes de onda más cortas que proviene de fuentes más distantes. Dicho esto, el material en la vecindad solar contiene tanta masa en la forma de gas y polvo como la que existe en la forma de estrellas.
El material interestelar está distribuido de manera heterogenea. En algunas direcciones casi no hay material, lo que permite realizar estudios de objetos a miles de millones de parsecs de nosotros. En otras direcciones hay pequeñas cantidades de material interestelar, con oscurecimiento moderado, que no permite observar objetos a más de unos miles de parsecs de distancia, pero si observar las estrellas cercanas. Y otras regiones son oscurecidas severamente de tal manera que la luz de las estrellas más cercanas es absorbida completamente antes de llegar a la Tierra.
La composición del gas interestelar se conoce bien como resultado de observaciones espectroscópicas de las lineas de absorción interestelar.De manera general, su composición es como la de otros objetos astronómicos, como el Sol, estrellas, planetas Jovianos: alrededor de 90% es gas de hidrógeno atómico o molecular, 9% helio, y lo restante (1%) son elementos más pesados. Hay una deficiencia de algunos elementos pesados, como el carbono, oxígeno, silicio, magnesio y hierro, muy probablemente se encuentra en los granos de polvo interestelar.
En contraste, la composición del polvo no se conoce del todo, aunque hay evidencia de que se compone de silicatos, carbono y hierro, lo que apoya la teoría de que el polvo interestelar se forma a partir del gas interestelar. El polvo muy probablemente contiene hielo sucio, que es una mezcla de hielo de agua que contiene trazas de amoniaco, metano, y otros componentes, parecido a los núcleos de cometas de nuestro Sistema Solar.