ดาวหาง-Comets คือวัตถุชนิดหนึ่งในระบบสุริยะที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ มีส่วนที่ระเหิดเป็นก๊าซเมื่อเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ ทำให้เกิดชั้นฝุ่นและก๊าซที่ฝ้ามัวล้อมรอบและทอดเหยียดออกไปภายนอกจนดูเหมือนหาง คำว่า Comets ในภาษาอังกฤษมีรากศัพท์จากภาษาละติน cometes ซึ่งมาจากคำภาษากรีก มีความหมายว่า "เส้นผมจากศีรษะ" อริสโตเติลเป็นคนแรกที่ใช้ชื่อ kometes กับดาวหาง เพื่อบรรยายว่ามันเป็น "ดาวที่มีผม" สัญลักษณ์ทางดาราศาสตร์สำหรับดาวหางเป็นภาพวาดแผ่นกลมกับเส้นหางยาวๆ เหมือนเส้นผม

ดาวหางมีมวลน้อยมาก มีวงโคจรระหว่างดาวเคราะห์ และเคลื่อนอยู่รอบดวงอาทิตย์เป็นวงรีมาก ขณะที่อยู่ไกลจากดวงอาทิตย์จะไม่มีหาง ไม่มีแสงสว่าง เมื่อโคจรเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ พลังงานทั้งในรูปความร้อนและลมสุริยะ ทำให้น้ำแข็งกลายเป็นไอ ดาวหางจะขยายตัวใหญ่ขึ้น สว่างขึ้น และพลังงานดังกล่าวจะผลักดันให้หางพุ่งออก ส่วนหางจะมีทั้งที่เป็นฝุ่น ก๊าซและโมเลกุลที่มีประจุไฟฟ้า ทั้งนี้ รูปร่างและความสว่างของดาวหางแต่ละดวงจะแตกต่างไปตามระยะทางไกล-ใกล้ดวงอาทิตย์

โครงสร้างของดาวหางประกอบด้วยส่วนสำคัญ 3 ส่วน คือ ใจกลางหัว หรือนิวเคลียส (Nucleus) หัว หรือโคมา (Coma) หาง (Tail) นิวเคลียสมีขนาดตั้งแต่ 0.5-50 กิโลเมตร ประกอบด้วยหินแข็ง ฝุ่น น้ำแข็ง และก๊าซแข็ง เช่น คาร์บอนมอนอกไซด์ คาร์บอน ไดออกไซด์ มีเทนและแอมโมเนีย รวมเรียกว่า ก้อนน้ำแข็งสกปรก นอกจากนั้นยังมีเมทานอล ไฮโดรเจนไซยาไนด์ ฟอร์มัลดีไฮด์ เอทานอลและอีเทน ฝุ่นรวมตัวกับน้ำแข็งอัดแน่นอยู่ด้วยกัน เมื่อดาวหางเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ รังสีความร้อนทำให้น้ำแข็งและก๊าซแข็งระเหิดเป็นไอ และปล่อยก๊าซออกมาเกาะกลุ่มกับฝุ่นผง กลายเป็นม่านทรงกลมขนาดมหึมาล้อมรอบนิวเคลียส เรียกว่า โคมา

จากการศึกษาดาวหางในย่านความถี่อัลตราไวโอเลต พบว่า มีชั้นของไฮโดรเจน ซึ่งเป็นธาตุที่เบาที่สุด และขยายตัวเร็วกว่าก๊าซอื่นๆ กลายเป็นเมฆไฮโดรเจนปกคลุมรอบๆ ส่วนหัว และมีขนาดใหญ่กว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของดวงอาทิตย์ ไฮโดรเจนเหล่านี้เกิดจากไอน้ำที่แตกตัวอันเนื่องมาจากรังสีจากดวงอาทิตย์

แรงดันจากรังสีที่แผ่จากดวงอาทิตย์และลมสุริยะจะกระทำต่อโคมา ทำให้เกิดละอองขนาดใหญ่ลากยาวเป็นส่วนหางของดาวหาง กระแสฝุ่นและก๊าซทำให้เกิดหาง 2 รูปแบบ คือ หางก๊าซ หรือ หางพลาสมา หรือ หางไอออน ประกอบด้วยไอออนและโมเลกุลที่ ส่องสว่างโดยการเรืองแสง ถูกผลักโดยสนามแม่เหล็กในลมสุริยะ หางก๊าซเคลื่อนที่หนีออกจากดวงอาทิตย์ด้วยความเร็วหลายร้อยกิโลเมตรต่อวินาที มีลักษณะเหยียดตรงและยาว หางก๊าซจะอยู่ในระนาบวงโคจรของดาวหาง และชี้ไปในทิศเกือบตรงข้ามดวงอาทิตย์

หางอีกชนิดคือ หางฝุ่น ประกอบด้วยฝุ่นหรืออนุภาคอื่นๆ ที่เป็นกลางทางไฟฟ้า ถูกผลักออกจากหัวดาวหางด้วยแรงดันของรังสีในขณะที่ดาวหางใกล้ดวงอาทิตย์ และสะท้อนแสงเห็นเป็นหางสั้น และมีลักษณะโค้ง แรงดันจากรังสีความร้อนของดวงอาทิตย์ผลักให้หางลู่ไปในแนวตรงข้ามกับดวงอาทิตย์เสมอ

ทั้งโคมาและหางจะเรืองแสงได้จากดวงอาทิตย์ และมองเห็นได้จากโลกเมื่อดาวหางเคลื่อนเข้ามาสู่ระบบสุริยะชั้นใน ฝุ่นสะท้อนแสงอาทิตย์ได้โดยตรง ขณะที่กลุ่มก๊าซเรืองแสงได้ด้วยการแตกตัวเป็นไอออน ดาวหางส่วนใหญ่จะมีความสว่างเพียงจางๆ ซึ่งจะมองเห็นได้โดยใช้กล้องโทรทรรศน์ แต่ก็มีดาวหางจำนวนหนึ่งที่มี ความสว่างพอจะมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ผ่านเข้ามาใกล้ทุกๆ ทศวรรษ บางครั้งก็มีการระเบิดใหญ่ขึ้นแบบฉับพลันในกลุ่มก๊าซและฝุ่น ทำให้ขนาดของโคมาขยายตัวขึ้นมากชั่วขณะหนึ่ง

 ข้อมูลที่น่าพิศวง คือ นิวเคลียสของดาวหางนับเป็นวัตถุอวกาศที่มืดที่สุดพวกหนึ่ง คาดกันว่าสารประกอบอินทรีย์อันซับซ้อนของนิวเคลียสเหล่านั้นเป็นวัสดุที่มีพื้นผิวมืด ความร้อนจากแสงอาทิตย์ทำให้องค์ประกอบที่ระเหยง่ายกลายเป็นไอหายไป เหลือแต่สารประกอบอินทรีย์แบบห่วงโซ่ยาว ซึ่งเป็นสสารมืดเหมือนอย่างน้ำมันดินหรือน้ำมันดิบ พื้นผิวที่มืดทำให้ดูดซับความร้อนได้ดีและระเหิดได้ง่ายขึ้น

ดาวหางแบ่งออกเป็น 2 กลุ่ม

1.Periodical Comets คือดาวหางที่มีวงโคจรแน่นอน เช่น ดาวหางฮัลเลย์จะมาปรากฏให้เห็นทุกๆ 76 ปี

2.Non-Periodical Comets คือดาวหางที่มีวงโคจรที่ไม่แน่นอน

ข้อสันนิษฐานการเกิดดาวหางมี 3 ทฤษฎี คือ

ทฤษฎีแรก เกิดจากการระเบิดของภูเขาไฟบนดาวเคราะห์

ทฤษฎีที่สอง มีจุดกำเนิดมาจากฝุ่นละอองในอากาศ

ทฤษฎีที่สาม เกิดขึ้นในระบบสุริยะเหมือนดาวเคราะห์อื่นๆ

จากการคำนวณของนักวิทยาศาสตร์ พอจะทราบเกี่ยวกับเส้นทางโคจรของดาวหางพอสมควร เส้นทางโคจรของดาวหางมีความสลับซับซ้อน เพราะมีอิทธิพลมาจากแรงดึงดูดของดาวเคราะห์ขณะเดินทาง

ดาวหางยิ่งเดินทางผ่านดาวเคราะห์มากเท่าใด ย่อมได้รับอิทธิพลแรงดึงดูดของดาวเคราะห์ดวงนั้นมากเท่านั้น

ดาวเคราะห์ที่มีขนาดใหญ่ เช่น ดาวพฤหัสบดี ซึ่งมีมวลมาก จะส่งผลกระทบต่อการโคจรของดาวหางมาก นักดาราศาสตร์ที่จะคำนวณเส้นทางวงโคจรเดิมและวงโคจรในอนาคตของดาวหางได้ โดยศึกษาอิทธิพลของสนามดึงดูดจากดาวเคราะห์ที่ดาวหางจะโคจรผ่าน

โดยทั่วไปเมื่อโคจรรอบดวงอาทิตย์ไปนานเข้า องค์ประกอบในนิวเคลียสจะค่อยๆ ระเหิดหายไปจนหมด อาจสลายตัวเป็นฝุ่นผง หรือเป็นเศษซากก้อนหินดำมืด บางดวงแตกออกเป็นเสี่ยงๆ บางดวงพุ่งไปตกบนดวงอาทิตย์ หรือพุ่งชนดาวเคราะห์ หลายดวงพุ่งชนโลก

นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าการที่ดาวหางมากมายพุ่งชนโลกในวัยเยาว์ (เมื่อประมาณ 4 พันล้านปีก่อน) นำพาน้ำจำนวนมหาศาลซึ่งปัจจุบันกลายเป็นมหาสมุทร แต่การตรวจพบโมเลกุลอินทรีย์บนดาวหางทำให้เกิดแนวคิดว่า ดาวหางหรือดาวตกอาจเป็นตัวนำชีวิตมายังโลก นอกจากนี้ยังมีแนวคิดว่าดาวหางอาจเคยพุ่งชนดวงจันทร์ของโลก ทำให้เกิดน้ำปริมาณมาก ซึ่งปัจจุบันอาจหลงเหลือในรูปของน้ำแข็งบนดวงจันทร์

พ.ศ. 2493 นักดาราศาสตร์ชาวเนเธอร์แลนด์ชื่อ แจน อูร์ต (Jan Oort) ตั้งสมมติฐานว่า เนื่องจากดาวหางสลายตัวได้ ดังนั้น จึงน่าจะมีแหล่งของดาวหางที่คอยส่งดาวหางเข้าดวงอาทิตย์อยู่ ดาวหางเหล่านี้จะเป็นเพียงก้อนน้ำแข็งสกปรก ไม่มีหัวไม่มีหาง กระจายอยู่ทุกทิศทางเลยจากดาวเคราะห์ดวงนอกของระบบสุริยะออกไป หรือบริเวณขอบนอกของระบบสุริยะ โดยห่างจากดวงอาทิตย์ราว 30,000 หน่วยดาราศาสตร์ จนถึง 1 ปีแสง หรือไกลกว่านั้น

เรียกถิ่นที่อยู่ของดาวหางตามความคิดนี้ว่า "ดงดาวหางของอูร์ต" (Oort"s Cloud) ซึ่งมีดาวหางอยู่มากมายถึง 2 ล้านล้านดวง กลุ่มของดาวหางนี้จะประกอบด้วย นิวเคลียสประมาณ 1,011 ดวง โคจรรอบดวงอาทิตย์ นิวเคลียสบางดวงจะถูกรบกวนจากดวงดาว ทำให้หลุดเข้าหาดวงอาทิตย์ กลายเป็นดาวหางให้มนุษย์บนโลกได้เห็น