Interstellare skyer er vanligvis svært kalde, ca. 2,7 Kelvin. Ved denne temperaturen danner atomene molekyler, og skyene betegnes som molekylære skyer, eller som en H II-region. Hovedbestanden er molekylært hydrogen, men også vann, ammoniakk og hydrokarboner finnes. Molekylære skyer kan gi opphav til tre forskjellige typer av tåker: emisjonståker og refleksjonståker som begge kan ses optisk, og mørke tåker som man bare kan oppdage hvis de dekker lys som ligger bak.