Кроме рассматривавшихся до сих пор планетарных туманностей - маленьких, круглых, довольно ярких образований, имеются, как уже говорилось в главе I, значительно большие по размеру и менее яркие диффузные туманности. Самая яркая диффузная туманность в созвездии Ориона видна даже невооруженным глазом, как туманная слабая звездочка. Однако подавляющее большинство туманностей не видны даже в телескоп и обычно изучаются при помощи фотографии, а в последнее время - фотоэлектрическим методом.
Диффузные туманности не столь правильны по форме, как планетарные, хотя определенные структурные особенности у них имеются. Обычно внутри туманности или вблизи нее находится одна или несколько горячих звезд класса О или ВО. В отличие от необычных звезд - ядер планетарных туманностей - звезды, возбуждающие свечение диффузных туманностей, являются обычными горячими звездами, которые можно увидеть и там, где туманностей нет. Масса их раз в десять превосходит солнечную, радиус в несколько раз больше радиуса Солнца, температура поверхности - от 25 000 до 50 000°, т. е. ниже, чем у ядер планетарных туманностей.
Из-за более низкой поверхностной яркости спектры диффузных туманностей изучены хуже, чем спектры планетарных. Обычно можно наблюдать, помимо бальмеровской серии, небулярные линии [О III], [О II], [S II], [N II], причем линии [О III] уже не выделяются среди остальных, а линии однократно ионизованных элементов относительно усилены. Низкая степень ионизации, характерная для диффузных туманностей, объясняется главным образом более низкой температурой возбуждающих звезд. Бальмеровские линии имеют, если учесть поглощение в межзвездном пространстве и в самой туманности, обычные относительные интенсивности, образуются они путем рекомбинаций. Запрещенные линии ионов как и в планетарных туманностях, возбуждаются электронным ударом. Меньшая плотность приводит к меньшей роли ударов второго рода, которые даже для [О II] в большинстве случаев несущественны. Вообще с точки зрения физики процессов, приводящих к излучению квантов, отличие диффузных туманностей от планетарных незначительно.