üreçlerine önemli bir bakış açısı sağlar: yayılan yıldızlararası ortam bulutlarında, moleküler bulutlarda, genç yıldız objelerin yıldızetrafı tozlarında ve Güneş sistemimiz gibi gezegen sistemlerinde, astronomlar tozun en üst geri dönüşüm evresinde olduğunu varsayarlar. Astronomlar tozun farklı yaşam evrelerindeki gözlemsel anlık fotoğraflarını bir araya getirerek, zamanla, evrenin karmaşık geri dönüşüm adımlarını tamamlayan bir film haline getirirler.

Kozmik toz noktalarının başka alanlardaki kozmik toz araştırmalarındaki tespiti: toz fotonlar gibi hareket eder. Kozmik toz bir kez saptandığında, çözülmesi gereken bilimsel problem hangi süreçlerin bu dizgileşmiş foton benzeri objeyi (tozu) dedektöre getirdiğini belirleyen ters süreci oluşturmaktır. Parçacığın anlık hareketi, materyal özellikleri, araya karışmış plazma ve manyetik alan gibi değişkenler toz parçacığının gelişi esnasında toz dedektöründe belirlenir. Bu değişkenlerden herhangi birindeki en ufak bir değişim tamamen farklı bir toz dinamik davranışı verebilir. Bu nedenle herhangi biri bu objenin nereden geldiği ve geçtiği ortamlarda neler olduğu hakkında bilgi alabilir.

Kozmik toz, tozun ışınımsal özelliklerinin değerlendirilmesi ile dolaylı yoldan tespit edilebilir.

Kozmik toz ayrıca direkt olarak toplanma metodlarının ve toplanma bölgelerinin çeşidine göre de tespit edilebilir. Dünya atmosferine giren dünya dışı materyallerin 5 ile 300 ton arasında olduğu tahmin edilmektedir. Dünyaya düşen toz parçacıkları dünya atmosferinde: stratosferde uçan NASA Uçaklarının kanatlarında, dünyadaki geniş buz kütlelerin yüzey çöküntülerinde(Antarktika ve Grönland/ Buzullar) ve derin okyanus çökeltilerinde toplanır. 1970'lerin sonunda Seattle'da bulunan Washington Üniversitesi'ndeki Don Brownlee toplanmış toz parçacıklarının dünya dışı doğalarını ilk kez kesin biçimde tanımladı. Diğer kaynak ise içlerinde yıldıztozu içeren meteoritlerdir. Yıldıztozu tanecikleri güneş öncesi yıldızların ısıya dayanıklı katı parçacıklarıdır. Bu tanecikler sadece gelişmiş yıldızlarda olabilen yıldızlararası ortamla karışım öncesi olan aşırı izotopik yapılarıyla bilinirler. Bu tanecikler yıldızdan ayrılıp soğurlarken yıldızsal maddeden daha yoğun bir hal alırlar.

Gezegenlerarası uzayda, uzay araçlarına toz dedektörleri inşa edildi ve bu araçlar uçuruldu. Bazıları hala uçmakta ve bundan fazlası halihazırda uçurulmak için inşa edilmekte. Gezegenlerarası uzaydaki toz parçacıklarının büyük orbital hızları(sıklıkla 10–40 km/s) dokunulmamış parçaları yakalamada sorun yaratır. Bunun yerine, olay yerindeki toz dedektörleri genel olarak toz parçacıklarının araç üzerindeki yüksek hız etkileri ile ilgili değişkenleri hesaplamak üzere tasarlanmıştır ve bu sayede parçacıkların fiziksel özelliklerini (genellikle kütle ve hız) genellikle laboratuvar ayarlamalarına göre (örneğin: bilinen değerlerle ivmelendirilmiş parçacıkları toz dedektörlerinin laboratuvar kopyasıyla etkileştirmek) türetirler. Yıllar boyunca toz dedektörleri ışık parlamalarının etkisi, akustik sinyal ve iyonlaşma etkisi arasında ölçümler yaptı. Şu anda Stardust'daki toz aygıtı daha önce keşfedilmemiş düşük yoğunluklu aerojel parçacıklar yakaladı.

Daha önce HEOS-2, Helios, Pioneer 10, Pioneer 11, Giotto ve Galileo uzay görevlerinde uçan toz dedektörleri, Dünya yörüngesindeki LDEF, EURECA va Gorid uyduları ve bazı bilim adamları Voyager 1 ve 2 uzay araçlarını direkt olarak kozmik toz örneği alabilmek için dev bir Langmuir sondası gibi kullandılar. Halen toz dedektörleri Ulysses, Cassini, Proba, Rosetta, Stardust ve New Horizons uzay araçlarının üzerinde uçmaktalar. Dünya üzerinde ya da uzayın derinliklerinde toplanan ve örnek getirme görevlerinden geri getirilen toz daha sonra tüm dünyadaki toz bilim adamları tarafından kendi laboratuvarlarnda analiz edilir. NASA Houston JSC'de kozmik toz için geniş bir saklama tesisi bulunmaktadır.

Kızılötesi ışık kozmik toz bulutlarının içinden geçebilir. Bu durum bizim yıldız oluşum bölgelerini ve galaksi merkezlerini irdelememize olanak sağlar. NASA'nın Spitzer Uzay Teleskopu uzaya fırlatılmış en büyük kızılötesi teleskoptur. Spitzer Uzay Teleskopu(önceden SIRTF, kızılötesi uzay teleskop tesisi) 25 Ağustos 2003'te Canaveral, Florida'dan Delta roketi tarafından uzaya fırlatıldı. Görevi boyunca Spitzer, kızılötesi enerjiyi ya da 3-180 mikrometre dalga boyunda ışınım yapan objelerdeki ısıyı saptayarak spektrum ve resimler elde edecek. Bu kızılötesi ışınımın çoğu Dünya atmosferi tarafından engellenir ve yeryüzünden gözlemlenemez. Spitzer tarafından yapılan bulgular çoktan kozmik toz üzerindeki çalışmalara yeni bir boyut kattı. Bir Spitzer takımından gelen son rapor kozmik tozun süper kütleli kara deliklerin yakınında oluştuğuna dair bazı kanıtlar sunuyor.

Bir diğer tespit mekanizması da polarimetridir. Toz parçacıkları küre şeklinde değillerdir ve yıldızlararası manyetik alan düzleminde sıralanmak isterler, toz bulutlarından geçen yıldız ışığını polarize etmeyi tercih ederler. Kozmik kızarmanın fark edilebilecek kadar hassas olmadığı yakın yıldızlararası uzayda yüksek hassasiyetli optik polarimetri Local Bubble'daki toz yapılanmasını incelemek için kullanılır.

Elektromanyetik ışınımla etkileşim içinde olan bir toz parçacığı bir bakıma enine kesitine, elektromanyetik ışınımın dalga boyuna ve taneciğin doğasına(kırılma indisi,boyutu vb.) bağlı bulunmaktadır. Tek bir parçacığa ait ışınım süreci o parçacığın yayılabilme özelliği olarak adlandırılır, bu değer parçacığın etkinlik faktörüne bağlıdır. Ayrıca, bu yayılım sürecinin bir tükenme, saçılma, emilim ya da polarizasyon süreci mi olduğunun belirlenmesi gerekir. Radyasyon yayılım eğrilerinde, bazı önemli işaretler toz parçacıklarının emilim ya da yayılma bütünlüğünü belirler.

Toz parçacıkları ışığı düzensiz bir biçimde dağıtabilir. İleri doğru dağılmış ışık, ışığın az oranda yolundan saptığını gösterir ve geri dağılmış ışık yansıtılmış ışıktır.

Işınımın kırılması ya da sönmesi toz parçacıklarının boyutları hakkında faydalı bilgiler verir. Örneğin, bir objenin ileri dağılımı geri dağılımından daha büyükse o zaman bu parçacığın 1mikrometre çapında olduğu söylenebilir.

Işığın toz parçacıklarından dağılmasının nebula yansıması içindeki uzun pozlamalı fotoğrafları yeterince fark edilebilir durumdadır ve ışığın dağılma özellikleri hakkında ipuçları verir. Birçok bilim insanı X-ışını dalga boyundaki yıldızlar arası tozdan X-ışını serpintisini inceliyor ve bazıları X-ışını kaynağının toz nedeniyle yaygın halelere sahip olacağını öneriyor.

Yıldıztozları (meteoristler tarafından güneşöncesi tanecikler de denir) topraksal laboratuvarlarda çıkarıldıkları meteoritlerin içinde bulunurlar. Yıldıztozu meteoritlerle ilişkilendirilmeden önce yıldızlararası alandaki tozun bir bileşeniydi. Dört milyar yıldan fazla bir zaman önce meteoritlerin gezegensel yığılma diskinde ilk toplaşmasından beri meteoritler bu yıldıztozu taneciklerini hala depolarlar. Karbonlu çakıl göktaşı denilen şeyler de özellikle zengin bir yıldıztozu haznesidir. Her yıldıztozu tanesi Dünya oluşmadan önce varolmuşlardır. Yıldıztozu tekil güneşöncesi yıldızlardan çıkmış soğutucu gazlardan ve güneş sistemindeki yoğunlaşmış bulutlardan gelen ısıya dayanıklı yoğunlaşmış toz tanecikleriyle alakalı bilimsel bir terimdir.

Her biri yıldıztozu taneciği içeren oldukça yüksek izotopik yapıdaki kimyasal elementler üzerindeki laboratuvar ölçümleri sayesinde birçok değişik tipli yıldıztozu tanımlanmıştır. Bu ısıya dayanıklı mineral tanecikleri daha önce uçucu bileşenler tarafından kaplı olabilirler, ancak bu bileşenler sadece çözünemeyen ısıya dayanıklı mineralleri bırakarak meteroit maddenin asit içinde çözünmesiyle yok olmuş olabilirler. Tanecik özlerini meteroitin çoğunu çözmeden bulmak mümkündür ancak bu işlem zordur ve yoğun iş gücü gerektirir (bkz.: güneşöncesi tanecikleri).

Yıldıztozları arasındaki izotopik oranlardan yola çıkılarak birçok yeni nükleosentez görüş ortaya atılmıştır. Yıldıztozunun önemli özelliklerinden biri taneciklerinin sert,ısıya dayanıklı ve yüksek sıcaklıklı olmasıdır. Öne çıkanları silisyum karbür, grafit, alüminyum oksit, alüminyum spinel ve buna benzer soğuyan bir gazdan yüksek sıcaklıklarda-yıldız rüzgarları ya da süpernova içindeki basınç azalması gibi- yoğunlaşabilen diğer taneciklerdir. Bunlar yıldızlararası ortamdaki düşük sıcaklıklarda oluşan katılardan oldukça büyük farklılıklar gösterirler.

Yüksek izotopik yapıyla ilgili bir diğer önemli şey ise bu yapıların yıldızlararası ortamın herhangi bir yerinde var olamamalarının beklenmesidir. Bu ayrıca izotoplar yıldızlararası ortamla karışıp seyrelmeden önce yıldıztozunun bireysel yıldızların gazlarından yoğunlaştığını öne sürer. Bunlar kaynak yıldızların tanımlanmasını sağlar. Örneğin, silisyum karbür tanecikleri içindeki ağır metaller neredeyse saf S-süreci izotoplarıdır, yoğunlaşmalarını AGB yıldızı kızıl dev rüzgarları içindeymiş gibi yaparlar ve AGB yıldızları S-süreci nükleosentezinin ana kaynağıdır.

Başka bir dramatik örnek olarak da süpernova kondansatları verilebilir. Genellikle kısaltması olan SUNOCON (SUperNOva CONdensate) kullanılır. SUNOCON’lar kalsiyumlarında ziyadesiyle fazla Ca izotop oranı içerir. Ayrıca sıkıştırılmış olarak radyoaktif izotop oranı Ti içerir ve böylece 65 yıl yarı yaşam yılına sahip olur.

Kozmik toz toz parçacıkları ve toz parçacıkları kümelerinden oluşur. Bu parçacıklar düzensiz şekillidirler ve gözeneklilik dereceleri kabarık ile yoğun aralığındadır. Tozun yapısı, boyutu ve diğer özellikleri parçacığın nerede bulunduğuna bağlıdır, tersten işlem uygulanırsa bir toz parçacığının yapısal analizi toz parçacğının geldiği yer hakkında oldukça fazla şeyi açığa çıkaracaktır. Genel dağılımlı yıldızlararası toz, yoğun bulutlar halindeki toz parçacıkları, gezegen halkası tozları ve yıldızçevresi tozlarının her biri karakteristik olarak birbirinden farklıdır. Örneğin yoğun bulutlar içindeki taneciklerin etrafı buz kaplıdır ve ortalamada dağılımlı yıldızlararası toz parçacıklarından büyüktürler.