Tamna zvijezda je vrsta zvijezde koja je vjerovatno veoma dugo postojala u svemiru prije nego što su uobičajene zvijezde bile sposobne za formiranje. Zvijezde bi bile uglavnom sastavljene od normalne materije, kao i moderne zvijezde, ali visoka koncentracija neutralino[1] tamne materije unutar njih bi generisao toplotu preko anihilacijskih reakcija između čestica tamne materije. Ova toplota bi spriječila takve zvijezde od kolapsiranja u relativno kompaktne veličine modernih zvijezda i prema tome spriječile da atomi normalne materije iniciraju nuklearnu fuziju.
U okviru ovog modela, predviđeno je da je tamna zvijezda ogromni oblak vodika i helija u rasponu između 4 i 2000 astronomskih jedinica u prečniku i sa površinskom temperaturom dovoljno niskom da bi odašiljana radijacija bilja nevidljiva golom oku.
U slučaju malo mogućeg događaja da su tamne zvijezde opstale do modernog doba, one bi mogle biti detektovane po njihovim emisijama gama zraka, neutrina, i antimaterije i bile bi pridružene oblacima hladnog molekularnog gasa vodika, koji ne bi mogao čuvati takve energične čestice.