Amint a távoli galaxisok által kibocsátott fény elhalad a világegyetem masszív objektumai mellett, az objektumok gravitációs vonzása eltorzíthatja vagy elhajlíthatja a fényt. Ezt nevezzük gravitációs lencsézésnek.
Az erős gravitációs lencsézés valóban olyan erősen meghajlított fényt eredményezhet, hogy a fényt kibocsátó galaxisról többszörös kép alakul ki.
A gyenge gravitációs lencsézés eredményeként a galaxisok torznak, megnyúltnak vagy nagyítottnak tűnnek. Bár egy-egy galaxis esetében nehéz mérni, a közel egymáshoz csoportosuló galaxisok hasonló lencsemintákat mutatnak.
A gravitációs lencseminták természetének elemzése a csillagászok számára sokat elárul a sötét anyag galaxisokon belüli eloszlásáról és a galaxisok Földtől való távolságáról. Ez a módszer szondát biztosít mind a világegyetem szerkezetének kialakulásának, mind a világegyetem tágulásának vizsgálatához.
.