Гало тёмной материи — гипотетический компонент галактик, окружающий галактический диск и простирающийся далеко за пределы видимой части галактики. Масса гало при этом является главным компонентом общей массы галактики. Поскольку данные гало состоят из тёмной материи, то не наблюдаются напрямую, однако их наличие определяется по оказываемому влиянию на движение звёзд и газа в галактиках. Гало тёмной материи играют ключевую роль в современных моделях возникновения и эволюции галактик.
О наличии тёмной материи в гало свидетельствует её влияние на кривую вращения галактик. При отсутствии большого количества массы в сферическом гало скорость вращения галактики убывала бы на больших расстояниях от её центра, как, например, орбитальные скорости планет убывают с расстоянием от Солнца. Однако наблюдения спиральных галактик, в частности радионаблюдения линии излучения нейтрального водорода, показывают, что кривые вращения большинства галактик становятся пологими при удалении от центра галактики; таким образом, скорость вращения не проявляет быстрого убывания с увеличением расстояния от галактического центра.[4] Отсутствие наблюдаемого вещества, способного объяснить наблюдения, приводит к гипотезе существования ненаблюдаемого вещества (англ. dark — скрытое, тёмное), высказанной К. Фрименом (англ. Ken Freeman) в 1970 году, или к вопросу о неполноте общей теории относительности, в рамках которой рассматривается движение объектов. Фримен отметил, что ожидаемое уменьшение скорости вращения не наблюдается ни в NGC 300, ни в M 33, и предложил гипотезу существования скрытой массы для объяснения. Подтверждения данной гипотезы можно найти в ряде работ.[5][6][7][8]
Предполагается, что формирование гало тёмной материи играет существенную роль на ранних этапах образования галактик. На протяжении периода формирования первых галактик во Вселенной температура барионного вещества вероятно была слишком высокой для формирования гравитационно связанных объектов, поэтому требовалось наличие уже сформировавшихся структур тёмного вещества, способных оказывать дополнительное гравитационное воздействие на барионное вещество. Современная теория формирования галактик опирается на понятие холодной тёмной материи и образование ею структур на ранних этапах развития Вселенной.