Als erster beobachtete Fritz Zwicky 1933, dass der Coma-Haufen (ein Galaxienhaufen, bestehend aus 800 Einzelgalaxien, mit großer Streuung der Einzelgeschwindigkeiten und einer mittleren Entfernungsgeschwindigkeit von uns von 7.500 km/s) nicht durch die Gravitationswirkung seiner sichtbaren Bestandteile (im wesentlichen der Sterne der Galaxien) zusammengehalten wird. Er stellte fest, dass das 400-fache der sichtbaren Masse notwendig ist, um den Haufen gravitativ zusammenzuhalten. Seine Hypothese, dass diese fehlende Masse in Form dunkler Materie vorliege, stieß in der Fachwelt auf breite Ablehnung.

Die Analyse der Umlaufgeschwindigkeiten von Sternen in Spiralgalaxien durch Vera Rubin seit 1960 zeigte erneut die Problematik auf. Seitdem wurde die dunkle Materie ernstgenommen und aufgrund detaillierter Beobachtungen in fast allen großen astronomischen Systemen vermutet.

Mit der Durchführung von großräumigen Durchmusterungen von Galaxienhaufen und Galaxiensuperhaufen wurde zusätzlich deutlich, dass diese Konzentration an Materie nicht allein durch die sichtbare Materie bewerkstelligt werden konnte, da diese einfach zu wenig war, um durch Gravitation die Dichtekontraste zu erzeugen. So hatte man einen weiteren Hinweis auf zusätzliche, nichtleuchtende Materie.