也是由观测21公分线得知。可以使用星系旋转曲线图以决定在星系距离中心某特定距离的旋转速度。氢线的观测也可间接用来测定星系的质量；可以限定不同时期万有引力常数的值和研究单一星系的动力状态。
宇宙学的应用.21公分线在大爆炸物理宇宙学中相当重要，因为这个波段是唯一可以研究从复合时期到再电离这段宇宙「黑暗时代」的电磁波。因为红移，在地球上实际观测到的频率介于200MHz到9MHz之间。这可能有两个应用。第一，可以靠绘制21公分波的红移获得复合时期，非常精确的物质功率频谱（Matter