Rotación de las galaxias: Las estrellas en las partes externas de las galaxias giran a velocidades que deberían hacerlas salir despedidas si solo la materia visible estuviera presente. Sin embargo, algo invisible las mantiene unidas.
Lentes gravitacionales: La luz de galaxias lejanas se curva más de lo esperado debido a la gravedad de una gran cantidad de masa invisible.
Estructura a gran escala del universo: Las simulaciones del universo sugieren que la materia oscura es necesaria para explicar cómo se formaron las galaxias y cúmulos de galaxias.