Dunkelnebel entstehen, wenn kalte (15-100 K) Wolken molekularem Wasserstoff (H2) das Licht dahinterliegender Objekte absorbieren und als schwarze, sternlose Regionen vom Sternhimmel abheben. Die Dichte erreicht etwa 1.000 bis 10.000 Moleküle pro cm³ (Zum Vergleich: Das Ultrahochvakuum (ISO 3529) enthält 1.000.000 bis 1.000.000.000 Moleküle pro cm³).

Bekanntestes Beispiel ist der Pferdekopfnebel (Barnard 33) in 1.400 Lichtjahren Entfernung. Die Molekülwolke  mit etwa 3 Lichtjahren Durchmesser beinhaltet etwa 27 Sonnenmassen molekuleren Wasserstoffs,  die das Licht des dahinterliegenden Emissionsnebel IC343 verschluckt. Die Temperatur Wolke liegt je nach Ort zwischen -260 bis -170°C