En astronomia, el medi interestel·lar, o ISM per les sigles en anglès, és el contingut de matèria i energia que hi ha a l’espai interestel·lar. El medi interestel·lar té un paper crucial en astrofísica a causa de la seva situació entre les escales estel·lar i galàctica. Les estrelles es formen dins de regions fredes de mig interestel·lar, a el temps que aquestes reposen matèria interestel·lar i energia a través dels vents estel·lars i les explosions de supernova. Aquesta interacció entre estrelles i matèria interestel·lar fixa el percentatge en què una galàxia redueix el seu contingut gasós i per tant determina la vida de la formació estel·lar activa.
el medi interestel·lar està format per un plasma extremadament diluït per als estàndards terrestres. La densitat de matèria va des d’un exigu 1,5 · 10-26 g cm-3 en les zones més calentes fins a un 2 · 10-18 g cm-3 en les més denses. La seva densitat mitjana és de 2,7 · 10-24 g cm-3, el que equival a un àtom d’hidrogen per centímetre cúbic aproximadament. Dit mig el conformen 3 constituents bàsics: matèria ordinària, raigs còsmics i camps magnètics.
El medi en si és una barreja heterogènia de pols. La matèria està composta al seu torn del voltant d’un 99% en massa per partícules de gas i un 1% per pols. La composició elemental de el gas, d’acord amb la nucleosíntesi primordial, és d’un 90,8% en nombre (70,4% en massa) d’hidrogen, un 9,1% (28,1%) d’heli i un 0, 12% (1,5%) d’elements més pesats, comunament anomenats metalls en l’argot astrofísica. Una fracció significativa d’aquests metalls condensen en forma de grans de pols en les regions més denses i fredes de l’medi interestel·lar.
La presència de l’enfosquiment interestel·lar va donar a William Herschel ja Jacobus Kapteyn la falsa impressió que el nostre Sistema solar es trobava prop de el centre de la galàxia. No obstant això dit enfosquiment el produeixen els núvols de gas i pols que s’interposen en el recorregut de la llum de les estrelles i el nostre sistema planetari. És el que s’anomena extinció estel·lar. Aquest decaïment de la intensitat lumínica de les estrelles a l’ésser travessat per la llum és causat per l’absorció de fotons a certes longituds d’ona.
Per exemple, la longitud d’ona típica d’absorció de l’hidrogen atòmic es troba a uns 121,5 nanòmetres, la transició Lyman-alfa. Per tant, és gairebé impossible veure la llum emesa en aquesta longitud d’ona per una estrella, perquè gran part és absorbida durant el viatge a la Terra. Així mateix, l’absorció causada pels núvols de pols es dóna, sobretot, a longituds d’ona curtes, és a dir que el blau s’absorbeix millor que el vermell. Això produeix un efecte d’envermelliment (reddening en anglès) de la llum, més intens com més llunyana sigui la posició de la font. Aquest és un dels motius pels quals els telescopis d’infrarojos permeten veure millor a través d’aquestes núvols.
Un altre efecte interessant és la polarització lineal de la llum que és deguda al fet que els grans de pols no són esfèrics sinó lleugerament allargats de manera que els camps magnètics tendeixen a alinear-al llarg de les seves línies de camp. La manifestació d’aquest efecte va posar en evidència l’existència de camps magnètics coherents en el medi interestel·lar.
El medi interestel·lar sol dividir en tres fases, depenent de la temperatura de l’gas: molt calent (milions de kelvin), calenta (milers de kelvin), i fred (desenes de kelvin).
Característiques importants de l’estudi de l’medi interestel·lar inclouen núvols moleculars, núvols interestel·lars, restes de supernoves, nebuloses planetàries, i estructures difuses semblants.