Астрофизика помогает в изучении свойств тёмной материи и тёмной энергии следующим образом:

• Наблюдения за взрывами сверхновых. 1 Сверхновые типа Ia используются в качестве «стандартных свечей» — объектов заранее известной яркости, благодаря которым можно измерять расстояния до далёких галактик. 1 Красное смещение света от различных сверхновых, расположенных на различных расстояниях, даёт представление о том, как быстро Вселенная расширялась на различных этапах своего развития. 1 Эти измерения можно использовать для проверки теорий, описывающих фундаментальные компоненты Вселенной, в том числе тёмную материю и тёмную энергию. 1
• Гравитационное линзирование. 2 Работы по этому методу подтвердили существование и распределение тёмной материи в скоплениях галактик по её гравитационному воздействию на свет от фоновых галактик поля. 2

Кроме того, астрофизика обуславливает существование тёмной материи фоновым излучением радиоволн, которое регистрируется радиотелескопами. 3