太空固然有很多空间，但与真空则相差很远。外太空被有机化学分子稀疏地填满，而那些分子的发现则归功于转动光谱学（Rotational Spectroscopy）及宇宙微波背景辐射。那些分子有的由大爆炸残留下来、有的为宇宙起源已经存在、有的分子则是由离子化的原子核及次原子粒子组成的宇宙射线。空间中亦有部分气体、等离子、灰尘及流星体。另外，现在外太空亦含有人类生命的迹象，例如由之前载人及非载人的升空物资，并可能对航天器构成危险。部分太空垃圾会定期再次进入大气层。
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