Для большинства комет, вся информация получаемая о действительном составе кометного ядра, комы и хвоста поступает от спектроскопии, спектрофотометрии и узкополосной фотометрии. Все эти процедуры рассматривают свет от комет в различных определенных частях электромагнитного спектра. Электронная фотометрия комет по определенным диапазонам длин волн – новая область для кометной астрономии появившаяся во второй половине двадцатого века, а начало спектроскопии датируется 60-и годами девятнадцатого столетия. За годы предшествовавшие первой спектральной работе, были получены некоторые измерения поляризации, указывавшие на то, что, по меньшей мере, часть света от комет является отраженным солнечным светом.
Мы знаем от пролетов космических станций около кометы Галлея в 1986 году, что частицы пыли измеряющиеся от 100 нм (близко к длинам волн видимого света) до нескольких миллиметров присутствуют во внутренней коме кометы, и ожидается, что «сгустки» пыли или «камни» вплоть до десятков сантиметров выбрасываются из кометного ядра с помощью газовых джетов. Оборудование на космических станциях Вега и Джотто обнаружило два принципиальных типа частиц: (1) богатые элементами H, C, N и O; и (2) частицы богатые силикатами (Mg, Si и Fe). С Земли трудно (но не невозможно) обнаружить «родительские» молекулы (которые должны присутствовать в истинном ядре до их возгонки) в коме, поскольку солнечная радиация разбивает такие родительские молекулы очень быстро на «дочерние» молекулы; родительские молекулы имеют характерный спектральный почерк, проявляющийся в инфракрасном и радио диапазонах, но не в видимых лучах. Металлы обнаруженные в кометах включают Na, K, Ca, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni и Cu; другие атомы видимые в кометном спектре включают серу. Двухатомные молекулы в кометах включают CH, CO, CN, C2, CS, OH, NH, S2, 12C13C, и 13CN; те же молекулы из трех или более атомов включают H2O, CO2, NH2, HCN, C3, H2CO, HDO, CH3OH, HNC, CH3CN, H2S, OCS и NH3 .
Газовый хвост кометы имеет ионизированные атомы и молекулы – OH+, H2O+ и H3O+ видимые ближе к ядру кометы, и Н+, О+ и С+ видимые дальше от ядра (так как фотодиссоциация и фотоионизация молекул и атомов продолжается с большим удалением каждой единицы вещества от внутренней комы к возрастающему взаимодействию с солнечным ветром). Например, С+ наблюдаемый в хвостах комет может произойти от фотодиссоциации СН, СН2, СО и СО2 – нейтральных молекул комы. Некоторая проблема для астономов кометчиков состоит в определении того, какие молекулы являются родительскими, а какие дочерними и как каждая химическая разновидность образуется. В 90-е годы XX-ого века, сформировалась идея, что у большинства комет «родительские» ядерные льды в основном состоят из воды (составляя каких-нибудь 80% всех летучих льдов), сопровождаемые СО2 и СН3ОН на уровне около 1 – 10%, и затем в меньших количествах CH4, NH3, HCN, N2 и некоторые серосодержащие молекулы. CO и H2CO присутствуют по грубым оценкам на 1 – 15% уровне во внутренней коме и рассматривались как родительские молекулы, но наблюдения предполагают, что они фактически освобождаются из частиц CHON после того как те покидают ядро. Ясно, что кометы значительно разнообразны в отношении производства частиц газа к частицам пыли, и не смотря на то, что кометы кажутся в общем состоящими из одних и тех же молекул относительное содержание этих молекул изменяется широко от кометы к комете. Много дискуссий в последние ходы окружало подозрение, что СО или СО2 могли бы быть доминирующим фактором приводящим к активности многие кометы, в частности на больших гелиоцентрических расстояниях, где думается водный лед не может возгоняться (но где многие кометы показывают «активную» кому).
Космические миссии к кометам 1Р/Галлей и 21Р/Джакобини-Циннер конечно же принесли многое из того, что не может быть обнаружено при наблюдениях сделанных с огромных расстояний. Пыль проанализированная тремя европейскими космическими станциями оказалась состоящей из устойчивого органического компонента (состоящего из углерода, водорода, кислорода и азота и известного как частицы CHON и силикатного компонента (состоящего из зерен в которых магний, кремний и железо были наиболее распространенными ионами). Частицы пыли обнаруженные при непосредственном контакте варьировались в размерах от 100 нанометров до нескольких миллиметров, большинство из этих частиц являлись разными смесями CHON с силикатными частицами. Тогда как пыль видилась уносимой от ядра газовыми джетами, большая часть наблюдаемого газа в конце концов выделялась из пыли покинувшей ядро, много наблюдавшихся CO и CN вероятно произошли от частиц CHON, например M.F.A’Hearn и его коллеги обнаружили из узкополосных наземных наблюдений кометы Галлея, что из ядра выделялись узкие джеты CN, предполагая освобождение CN из частиц CHON на значительном расстоянии от ядра.
Горячая плазма солнечного ветра доминирует до точки называемой «границей крушения», которая имела место на ~ 1.35 * 105 км от ядра для Джотто, и под которой существует плазма с преобладанием холодных кометных ионов. Среда этой плазмы так же стала менее турбулентной, когда Джотто проходил ~ 105 км. от ядра 1Р/Галлей, а на 4600 км. эта космическая станция прошла внутри «ионопаузы», в основном состоявшей из холодной плазмы чисто кометного происхождения – в которой преобладали ионы Н3О+ - и где отсутствовало магнитное поле. Японский Институт Космоса и AstronА.Е.tical Science вместе послали космическую станцию, чтобы провести более удаленные измерения Р/Галлей и ее хвоста. Суисеи нес ультрафиолетовую камеру, которая наблюдала сильно изменчивую водородную кому с 26 ноября 1985 по 15 апреля 1986; Кома Лайман-* изменяла яркость с периодом 2.2 дня, и имела размер ~ 0.2 А.Е. в диаметре во время перигелия! Исторически задокументированная ассиметрия яркости Р/Галлей была видна в 1985-1986 годах практически на всех длинах волн, и это подтвердилось качественно в глубоком анализе скоростей производства газа и пыли – комета была намного более активна в течение нескольких месяцев после перигелия, чем до него. 2.2 - и 7.4 – дневные периоды в скоростях производства широко шаблюдались как космической станцией так и разположенными на Земле наблюдателями, хотя эти периоды все еще нуждаются в полном объяснении относительно сложного вращения ядра.