1，宇宙膨脹:宇宙從大爆炸開始就不斷膨脹，這種膨脹加速了離我們很遠的遙遠星系的速度，甚至超過了光速。這種效應被稱為宇宙學紅移，以至於遙遠星系發出的光在到達我們這裏之前已經被大大拉伸，以至於波長變長，能量降低，以至於不可見或者難以探測。
2.稀疏分布:雖然宇宙中有無數的恒星和星系，但由於它們在三維空間中分布極其稀疏，單位體積的光源數量是有限的，而且隨著距離的增加，可見光源的數量急劇減少。即使考慮到無限數量的光源，它們之間的巨大距離也使得光線在到達觀察者之前，密度不足以使整個宇宙背景變亮。
3.星際介質的散射:在地球附近，大氣的存在可以在白天散射太陽光，照亮整個天空，形成藍天效果。但在太空中，沒有大氣散射，光只會直線傳播，只能看到對準觀察者的光，其余都是黑暗的。