A cosmologia não homogênea normalmente significa o estudo da estrutura do Universo e sua expansão ou com uma solução cosmológica exata da equação de Einstein , ou seja, um espaço-tempo (uma variedade Lorentziana ) induzida por uma métrica , ou com um método para calcular médias espaciais ou espaço-temporais. Esses modelos visam levar em consideração a não homogeneidade da distribuição da matéria no momento da formação de grandes estruturas, a fim de modelar uma estrutura como um grande vazio ou um aglomerado de galáxias, ou o 'Universo , muitas vezes tratando a energia escura como uma suposição supérflua. Essas abordagens contrastam com a teoria de perturbação , que considera pequenas perturbações da densidade em relação a uma métrica homogênea, que é válida quando essas flutuações são pequenas, e com as simulações de N-corpos que usam a gravidade de Newton, esta que é uma aproximação assumindo que as velocidades relativas são pequenas e os campos gravitacionais fracos. Entre os trabalhos para uma abordagem não perturbativa está a aproximação Relativística de Zel'dovich. Em 2016, Thomas Buchert, George Ellis , Edward Kolb e seus colegas estimaram que se o Universo é bem descrito por variáveis cósmicas em um esquema que inclui um método de cálculo da média, então a suposição de que a energia escura seria um artefato de uso muito ingênuo da equação de Einstein permanece um problema científico aberto.
Soluções radialmente não homogêneas com simetria esférica (espacial), com a métrica Lemaître - Tolman (freqüentemente também chamada de Lemaître - Tolman - Bondi), são freqüentemente estudadas, assim como a métrica Stephani e a métrica Szekeres.
O método mais popular de cálculo de médias são as médias escalares, ou seja, a média de um parâmetro escalar é uma média ponderada de acordo com o elemento de volume da métrica. O método fornece parâmetros da "retro-reação" cinemática e da curvatura média regional, que não é, em geral, espacialmente homogênea. As equações básicas dessa abordagem são freqüentemente chamadas de equações de Buchert, em homenagem ao seu autor principal.