Nubi molecolari con densità di 10^-20 -10^-22 grammi per cm³ e temperature dell'ordine dei 10 gradi Kelvin sono le culle da cui nascono nuove stelle. Infatti in esse il gas freddo è abbastanza denso da poter collassare sotto l'azione di una perturbazione gravitazionale. La compressione sempre maggiore fa si che si creino dei globuli di condensazione sempre più caldi e compatti fino al punto in cui nel centro inizia la combustione nucleare dell'idrogeno.

Questo gas contiene oltre all'idrogeno e l'elio, l'ossido di carbonio (CO), il radicale cianogeno (CN), il radicale metilidina (CH) , il radicale ossidrile (OH), l'acqua (H₂O), la formaldeide (H₂CO), l'ammoniaca (NH₃), ecc., materiale prodotto prevalentemente da supernovae. 

Fig. 3: Esempio di una nube molecolare nella nostra galassia. I falsi colori rappresentano l'emissione a 25 micron (Infrarosso); i contorni in nero rappresentano l'emissione di CO (1.3 mm). Nel riquadro in basso a sinistra sono riportate le velocità e  l'emissione nella riga dell'H2O in una regione della nube. (Credits: Brand & Wouterloot)