彗星现象很复杂，而对彗星的主体部分——彗核的观测又非常困难。彗星接近太阳时，彗核包围在彗发中间无法观测，而彗星远离太阳时，彗核虽露出来了，但离地球又太远了，即使用大望远镜也难于看到。所以天文学家一直对彗核缺乏实际了解。
1949年，美国天文学家惠普尔建立了彗核的“脏雪球模型”，提出彗核是由冰和尘埃冻结在一起的团块，宛如一团脏雪球。并认为彗核的主要化学成分是：氢、碳、氧、硫、碳氢基、氨基、羟基、水、一氧化碳、二氧化碳等。
根据惠普尔模型，当彗星走到太阳附近时，阳光照射使彗核表面的冰升华为气体，形成彗星的大气层，大气电离后又形成电离层。在太阳光压作用下，升华时带出来的尘埃构成弯曲的尘埃彗尾，即Ⅰ型彗尾。电离的气体在太阳风的作用下，形成又长又直又窄的电离气体彗尾，即Ⅱ型彗尾。由于彗星每次走近太阳，仅是彗核表层受到蒸发，内部仍保持冻结状态，所以彗星的寿命一般都很长。彗星本身也有自转运动。周期通常为几个小时。
80年代哈雷彗星回归期间，前苏联、西欧、日本和美国共发射6枚航天探测器对哈雷彗星或贾科比尼-津纳彗星进行飞近探测。其中前苏联的“韦加”1号和2号，欧洲宇航局的“乔托”收获最大，特别是“乔托”飞近哈雷彗星的电离层和大气层，在距彗核仅600多千米处拍摄了彗核照片。从照片上可以看出彗核是一个14千米长，7.5千米宽，7.5千米高的马铃薯状的东西。彗核表面覆盖着黑色的尘埃，大约20％的表面是活动区，有高达上千千米的喷流。
空间探测证明了惠普尔的脏雪球模型，彗核中的尘埃和冰物质构成一条条含尘埃的小冰柱，交叉而疏松地叠在一起，构成“萨其玛”式的形状。