以前，很多人以为我们所处的银河系是一个漩涡型的星系，可是近来的十几年观测发现这是不对的，因为银河系的中心看起来更像是一根短棒在旋转，所以准确地来说，银河系应该是属于一个棒旋星系。
通常来说，星系均会有一个转动曲线的特征，而这个转动曲线，其实也叫速度曲线。以我们银河系为例，我们正处在离银河系中心3万光年的一条旋转臂上。在这条旋转臂上，我们可以看到一些朝向我们方向运动的星体因多普勒效应的缘故而出现蓝移的谱线，而离我们而去的星体的谱线就会出现红移的现象。我们就是根据星体谱线蓝移与红移的大小来测定银河系的转动速度的。
根据日常生活的经验，比如像我们的太阳系，很多人都知道离太阳越近的天体，它的运动速度也就越快，相反则是越慢。以这种经验的认识来看，如果没有去观察银河系的蓝移与红移，或许人们就会一直以为我们的银河系也是这样的，靠近银河系中心的天体会以超高的速度绕着银河系中心的那个黑洞旋转，而旋转臂上的天体就会以相对较慢的速度来运转着。日常生活中，较为局部的科学认知给我们造就了这种错误的认识，实际上，银河系的速度曲线并非是我们所以为的那样的。因为根据星体谱线的蓝移与红移发现，银河系内所有的星体，包括气体云等，由内至外的曲线速度都是一样的，是一个平的转动曲线。
所有星体的曲线速度是一样的，这是超乎人们日常认知的现象，为什么会这样呢？科学家为了解释这种现象，于是就引出了暗物质的存在，即是说，星系转动曲线的平性说明了在星系的周边存在着大质量的暗物质。
暗物质存在所产生的引力会影响着星系中的恒星的运动，想象一下，在银河系外围的星体，要它们也能拥有像银河系内部的星体那样的转动速度，那得需要多大的引力牵引调动才行呢？可见我们所未能发现的那部分的暗物质的量到底会有多大。
除了星系转动曲线的平性能证明暗物质的存在，还能证明它的存在的证据就是星系的质光比，那么什么叫质光比呢？那就是根据星系中的恒星质量与其某一特定波长光度的比值。
质量测量：根据动力学，即完全根据引力定律来测定一个星系的动力学质量。
光度测量：估算恒星的数量（包括黑洞中子星等大质量的天体在内）而得到光度质量，即可被观测到的质量。
动力学质量反应的是星系真实的质量（包含暗物质在内物质），而光度质量这代表的是可被观测的质量。这两个质量的比值，就目前所观测到的星系中，都是远远大于1的，也就是说根据动力学所测算出来的质量（包含暗物质在内）是远远多于可被观测得到的质量的。
通过观测可以发现，椭圆类的星系，即是质量均匀规则的星系，它的质光比值可达50至80，像我们银河系这类的棒旋星系，质光比也可达20至30，而即便是不规则的星系，这个比值也有5到10倍。
可见，这质光比同时也反应出了暗物质在星系中的引力拉扯力度，暗物质量越大，引力拉扯的力度也就越大，同时星系的也就越规则。
此外，能证明有能证明暗物质存在的证据就是引力透镜，这是一种引力场源对位于其后的天体所发出的电磁辐射所产生的会聚或者多重成像的效应。本质上，这是属于暗物质大质量的存在所对时空造成的一种弯曲现象。
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