Als Nebel oder Nebelflecke wurden in der Astronomie ursprünglich alle leuchtenden flächenhaften Objekte an der Himmelskugel bezeichnet. Dazu gehörten auch Sternnebel, also Galaxien (Spiralnebel) und Sternhaufen, da sie bei geringer Auflösung im Teleskop oder mit bloßem Auge als Nebelflecke erscheinen.
Heute wird die Bezeichnung kosmischer Nebel jedoch fast ausschließlich für interstellare Wolken aus Staub und Gas verwendet, die je nach Art ihres Leuchtens bzw. ihres Entstehens in verschiedene Kategorien eingeteilt werden:
Die Atome eines Emissionsnebel werden durch meist hochenergetische Photonen eines oder mehrerer benachbarter Sterne ionisiert.
Anschließend fangen die Ionen die freien Elektronen wieder ein, die Elektronen geben ihre Energie in Form eines Lichtquants wieder ab (Rekombinationsleuchten).
Anders als bei Emissionsnebeln sind die Sterne in Reflexionsnebeln nicht heiß genug, um das Material zu ionisieren, bewirken also kein Eigenleuchten des Nebels. Stattdessen wird das Sternenlicht an den mikroskopischen Nebelpartikeln gestreut, wodurch der Nebel erst sichtbar wird. Das Spektrum des Reflexionsnebels gleicht daher dem der einstrahlenden Sterne. Reflexionsnebel erscheinen meist blau, da kurzwelliges Licht stärker gestreut wird.
Eine Dunkelwolke bzw. Dunkelnebel ist eine Wolke aus interstellarem Gas und Staub, welcher das Licht sich der in bzw. hinter der Wolke befindenden Objekte absorbiert. Daher heben sie sich als dunkle Bereiche vor dem Sternenhintergrund ab.
Planetarische Nebel sind Emissionsnebel, bei denen allerdings ein heißer weißer Zwerg mit seiner intensiven UV-Strahlung für das Leuchten sorgt. Der entsteht bei einer Nova-Explosion, bei der ein massenarmer (weniger als 2 Sonnenmassen) Stern seine äußeren Hüllen abstößt.
Ein Supernovaüberrest (supernova remnant, kurz SNR) ist ein Emissionsnebel, der durch eine Supernova entsteht.
Bei der Explosion eines massenreichen Sterns werden seine äußeren Schichten mit hoher Geschwindigkeit abgestoßen. Beim Auftreffen auf interstellare medium bildet sich eine Schockwelle aus und die Materie wird bis auf 100 Mio. K aufgeheizt. Während der etwa 10.000 Jahre andauernde Abkühlungsphase strahlen die Gase.