Duże radioteleskopy astronomiczne badają intensywność poszczególnych częstotliwości promieniowania elektromagnetycznego (widmo), które jest charakterystyczne dla każdego atomu i związku chemicznego.
Niektóre obłoki międzygwiazdowe są zimne i promieniują w zakresie mikrofal (patrz. ciało doskonale czarne), cieplejsze promieniują w podczerwieni, w gorących obłokach często występują jony, wytwarzające promieniowanie w zakresie widzialnym i w ultrafiolecie. Porównując charakterystyczne dla danego związku widmo z widmem odebranym z kosmosu można określić stężenie danego związku chemicznego lub pierwiastka znajdującego się w obłoku.
Na tej podstawie tworzy się mapki stężenia tych cząsteczek, które służą do analizy różnorodności składu chemicznego obłoków.
Do niedawna sądzono, że szybkości reakcji chemicznych zachodzących w obłokach są bardzo małe, ze względu na panujące w nich niskie temperatury i duże rozproszenie materii. Co prawda, od dawna wiedziano już, że skład chemiczny obłoków jest dość złożony, nikt się jednak nie spodziewał występowania tam