分子云的形成、组成成分、演化和最终结局，因为这些相关知识与太阳系如何形成有关联。许多年来，天文学家缺少星际间的化学知识，认为星际间只是黑暗，无物。1950至60年代出现射电天文学，开始有令人兴奋的发现；观察氢分子的21公分线显示星际间有丰富的氢、氦、碳、氮等的各种化合物。从空间的微波谱发现，有180种类型的碳，氮等分子的拼料。这些分子绕化学键转动时就产生能量。研究这些新发现的化合物可以为我们提供很有价值的科学信息：
光谱学.在天文化学中，光谱是非常重要的一个实验性工具；天文学家