理解我们所生存的宇宙一直是人们孜孜以求的目标。根据日月星辰的运动，人们从中掌握了昼夜交替和季节变化的规律，并将其用于农业生产和历法授时；通过行星的精确运动规律，开普勒总结出了行星运动三大定律并导致了牛顿提出万有引力定律；望远镜的发明极大地拓展了我们的视野，引导我们对宇宙的认识逐步走出太阳系、走出银河系、走向极其深远的宇宙空间。
在认识宇宙的过程中，一个很自然的问题就是，宇宙中有些什么物质以及有多少物质？回答这个问题需要一项非常基本的技能——给天体“称重”。但天体是遥不可及的，如何能够测量它们的质量呢？天文学家很巧妙地想到了利用天体的运动来推断质量，本质上是根据万有引力定律和牛顿第二运动定律。比如在太阳系内，行星绕着太阳做近似圆周运动，运动的速度随着离太阳的距离增加而下降，反比于距离开平方根，即开普勒第三定律描述的内容。
太阳系行星运动观测结果的确非常完美地符合这个规律。
如果说暗物质不是黑洞，也不是由普通物质构成的任何不发光天体，那么最大的可能性便是某种尚未发现的新粒子了。普通物质主要由质子、中子和电子构成，或者更基本一点，由夸克和电子构成。除此之外，宇宙中稳定存在的粒子还有光子和中微子。通过粒子对撞机和宇宙线，人们还发现了少量的反物质粒子，以及多种不稳定粒子。
但是所有这些粒子表现出来的性质都不符合天文观测所揭示的暗物质属性，因此很有可能暗物质是某种或者某些尚未发现的新粒子。
正在四川稻城建设的大型基础科学设施“高海拔宇宙线观测站”（LHAASO）是一个高海拔、大视场、平方千米级、复合式探测技术的宇宙射线和伽马射线观测站。LHAASO通过观测高能宇宙射线粒子在空气中形成的级联簇射产生的次级粒子来测量宇宙射线。空气簇射的发展从大气层顶部开始呈现出先增长后衰减的方式，LHAASO选择在海拔4400米的高山上做实验，正好可以测量到簇射发展比较充分的阶段，有利于做出精确的测量。