Le gaz existe depuis le Big Bang, mais il se passe pas mal de choses entre ça et la formation d'étoiles, tout particulièrement la constitution des galaxies. Le gaz se ramasse d'abord en proto-galaxies au sein desquelles se condensent des étoiles. Une fois ces étoiles allumées, on parle de galaxies pour de bon. Il faut préciser qu'à ce moment, le gaz était uniquement atomique, car il n'y avait pas d'éléments lourds susceptibles de se rassembler en grains solides sur lesquels se forment habituellement les molécules. La formation des premières étoiles reste un sujet de recherche à développer, étant donné que les conditions étaient dissemblables des actuelles. Enfin, même la formation des étoiles actuelles n'est pas totalement comprise d'un bout à l'autre du processus.
La lente mise en place d'un cycle faisant passer le gaz d'un état diffus (les structures appelées nuages) à un état compact (les étoiles) et vice-versa a commencé à faire ressembler les galaxies à ce qu'elles sont maintenant. Les décharges d'énergie causées par les explosions d'étoiles occasionnent la formation de bulles chaudes dans le gaz, qui s'étendent, se refroidissent et précipitent en nuages froids. Ce sont les nuages atomiques ou régions HI.
Les éléments lourds synthétisés dans les étoiles passent aussi en phase diffuse, et une bonne partie demeure principalement à l'état solide, sous forme de tout petits grains répartis dans les nuages. Ces structures, dans le mouvement qu'elles suivent à l'intérieur de leur galaxie, peuvent se rencontrer, fusionner, se rassembler, se compacter. On note aussi l'apparition de turbulence et de cisaillements du fait de la rotation différentielle dans une galaxie (on met généralement moins de temps pour faire un tour quand on est plus près du centre).
C'est surtout la tendance au compactage qui est intéressante, car une fois le gaz et les grains qui y baignent suffisamment rapprochés, les réactions chimiques qui prennent place à la surface des grains deviennent assez fréquentes pour que les molécules d'hydrogène deviennent plus nombreuses que les atomes. Le nuage prend alors le qualificatif de moléculaire. Même si c'est l'hydrogène qui sert de référence, il ne faut pas oublier les autres molécules fabriquées sur les grains (ou sans les grains, à l'état diffus - ça peut arriver).
Les nuages moléculaires continuent à se concentrer, mais de manière plus fragmentaire, dans le sens où certaines régions seulement deviennent des cœurs moléculaires concentrés. Gaz et grains solides accompagnent de la même manière la tendance à la concentration, et les grains ainsi rapprochés peuvent entraver la propagation de la lumière des étoiles. On voit alors apparaître une région opaque, noire, apparemment dépourvue ou appauvrie en étoiles, que l'on nommera nébuleuse obscure. On voit que la distinction entre nébuleuses et nuages est assez noueuse, car ce n'est pas, au fond, la même classification qui est à l'œuvre. Quand une étoile se situe par coïncidence tout près ou dans une région où les grains sont concentrés, ceux-ci diffusent la lumière de l'étoile. La réverbération de cette lueur semble illuminer la région occupée par les grains, qui devient alors une nébuleuse lumineuse par réflexion.
Le critère de Jeans est le plus facilement satisfait pour les structures à la fois froides et denses, ce qui est précisément le cas des cœurs moléculaires.
Sujet: Les nébuleuses 
