Ograniczeń na zawartość ciemnej materii we Wszechświecie opisanym standardowym modelem kosmologicznym dostarczają dane z obserwacji mikrofalowego promieniowania tła z satelitów WMAP i Planck, w połączeniu z danymi o odległościach uzyskanych z obserwacji supernowych typu Ia oraz danymi o wielkoskalowej strukturze Wszechświata na podstawie obserwacji rentgenowskich gromad galaktyk dokonanych przez satelity Chandra i ROSAT.
Oprócz danych obserwacyjnych pośrednio świadczących o istnieniu ciemnej materii, istnieją także dane obserwacyjne przeczące teoriom o istnieniu i rozmieszczeniu ciemnej materii. Badania wskazują, że ciemna materia nie jest obecna w naszej części Drogi Mlecznej, jak przewiduje to teoria opisująca wpływ ciemnej materii na prędkość rotacji gwiazd w Galaktyce. Według teorii przewidujących istnienie ciemnej materii, w części Galaktyki, w której znajduje się nasze Słońce, powinno znajdować się pomiędzy 0,4 a 1 kg ciemnej materii w przestrzeni równej objętości Ziemi.