Når lyset fra fjerne galakser passerer forbi massive objekter i universet, kan tyngdekraften fra disse objekter forvrænge eller bøje lyset. Dette kaldes gravitationslinsning.
Stærk gravitationslinsning kan faktisk resultere i så stærkt bøjet lys, at der dannes flere billeder af den lysudsendende galakse.
Svag gravitationslinsning resulterer i, at galakserne fremstår forvrænget, strakt eller forstørret. Selv om det er vanskeligt at måle for en enkelt galakse, vil galakser, der er samlet tæt på hinanden, udvise lignende linsemønstre.
Analyse af karakteren af gravitationslinsemønstre fortæller astronomer noget om, hvordan mørkt stof er fordelt i galakserne og om deres afstand fra Jorden. Denne metode giver en sonde til at undersøge både udviklingen af struktur i universet og universets ekspansion.