La composition des comètes peut être déterminée par des observations depuis le sol et l’orbite terrestre dans tous les domaines de longueur d’onde. Ces observations ont permis de détecter dans la coma plus de 20 molécules gazeuses. L’eau est la molécule gazeuse la plus abondante ; le dioxyde de carbone (CO2) et le monoxyde de carbone (CO) présentent de fortes abondances de l’ordre de 10%. Ces molécules gazeuses présentent une grande diversité chimique et certaines sont relativement complexes comme le cyano-acétylène (HC3N) ou l’éthylène glycol (HO-CH2-CH2-OH). D’autre part, la nature de certains minéraux peut aussi être déterminée par des observations à distance. Ainsi les grains cométaires sont majoritairement constitués de silicates. Néanmoins, ces grains contiennent aussi une matière organique réfractaire. Cette composante organique présente en phase solide dans les grains cométaires est très difficile à observer depuis la Terre et n’a été mise en évidence de manière directe que par des mesures in-situ.
Notre connaissance sur la composition des noyaux cométaires provient donc majoritairement de l’étude de leurs atmosphères. Les observations de l’environnement cométaire permettent de déduire que les noyaux cométaires sont constitués d’un mélange de minéraux, de composés organiques réfractaires et de glaces de composés volatils.
Il faut noter qu’une partie des poussières extra-terrestres collectées dans la haute atmosphère terrestre ou au sol ont très vraisemblablement une origine cométaire. D’autre part, la sonde spatiale Stardust a collecté des grains dans l’environnement de la comète 81P/Wild2 puis les a ramenés sur Terre en janvier 2006. Ces échantillons disponibles au laboratoire permettent de déterminer de manière relativement précise la composition minéralogique des comètes.
