21-centimeter stråling, elektromagnetisk stråling af radiobølgelængde udsendt af kolde, neutrale, interstellære hydrogenatomer. Hydrogenatomet er sammensat af en positivt ladet partikel, protonen og en negativt ladet partikel, elektronen. Disse partikler har noget iboende vinkelmoment kaldet spin. (Dette spin er imidlertid ikke en faktisk fysisk rotation; det er snarere en kvantemekanisk effekt.) Når spin af de to partikler er antiparallel, så er atomet i sin laveste energitilstand. Når spinnene er parallelle, har atomet en lille mængde ekstra energi. I det meget kolde rum mellem stjernerne er de interstellære hydrogenatomer i en tilstand med lavest mulig energi. Kollisioner mellem partikler kan imidlertid til tider begejstre nogle atomer (hvilket gør partiklernes spin parallelt), hvilket giver dem en lille mængde energi. Ifølge kvantemekanikernes regler udstråler sådanne atomer deres erhvervede energi i form af lavenergifotoner, der svarer til en bølgelængde på 21 centimeter eller en frekvens på 1.420 megahertser. Denne overgang, kaldet en hyperfin overgang, forekommer omtrent hvert 10.million år. Denne radiostråling blev teoretisk forudsagt af den hollandske astronom H. C. van de Hulstin 1944 og blev eksperimentelt opdaget af amerikanske fysikere Harold Even og Edvard Purcell ved Harvard University i 1951. Selvom overgangen forekommer meget sjældent, er der så meget brint i Mælkevejsgalaksen, at 21 centimeter brintemission let kan observeres. Strålingen på 21 centimeter trænger let ind i skyerne af interstellare støvpartikler, der forhindrer optiske observationer dybt ind i det galaktiske centrum og således tillader kortlægning af galaksens spiralstruktur.