Gammastråler er den mest energiske form for elektromagnetisk stråling, og de produceres af en række forskellige astrofysiske processer, såsom supernovaeksplosioner, sorte huls jetfly og samspillet mellem kosmiske stråler og stof. Oprindelsen af nogle højenergi-gammastråler forbliver dog uforklarlig, og mørkt stof er blevet foreslået som en potentiel kilde.
Der er flere teoretiske modeller, der tyder på, at mørkt stof kunne producere gammastråler. En mulighed er, at mørkt stof partikler kan udslette hinanden og frigive deres energi i form af gammastråler. En anden mulighed er, at mørkt stof partikler kan henfalde og også producere gammastråler. De specifikke mekanismer, hvorved mørkt stof kunne producere gammastråler, afhænger af beskaffenheden af de mørke stofpartikler selv, som endnu ikke er kendt.
Observationer fra rumbaserede gammastråleteleskoper, såsom Fermi Large Area Telescope (LAT), har givet fristende hints om et muligt signal om mørkt stof. LAT har detekteret adskillige uidentificerede gammastrålekilder, og nogle af disse kilder har egenskaber, der er i overensstemmelse med udslettelse eller henfald af mørkt stof. Det er dog vigtigt at bemærke, at disse observationer ikke giver et endegyldigt bevis for mørkt stof, og yderligere undersøgelser er nødvendige for at bekræfte eller udelukke et mørkt stofs oprindelse.
Ud over LAT er der adskillige andre kommende og foreslåede gammastråleteleskoper, som vil have forbedret følsomhed og vinkelopløsning, hvilket vil muliggøre mere detaljerede undersøgelser af højenergi gammastråler og potentielt kaste mere lys over mørkt stofs natur.
Samlet set, mens der er spændende beviser, der tyder på en mulig sammenhæng mellem mørkt stof og højenergi gammastråler, er mere forskning og observationer nødvendige for endeligt at afgøre, om mørkt stof faktisk er en kilde til denne gådefulde stråling.