Les galaxies sont de vastes ensembles d'étoiles et de nuages de gaz et de poussières (nébuleuses). Le mouvement de rotation qui les anime leur fait prendre le plus souvent une forme en spirale, avec de larges bras se déployant autour d'un bulbe central ovale et dense. Les bras rassemblent les nébuleuses, au sein desquelles se forment les étoiles. Une galaxie spirale type contient 100 000 millions d'étoiles et mesure 100 000 années-lumière (distance que parcourt la lumière en une année, soit environ 9461 milliards de kilomètres) de diamètre. Elle est entourée d'un halo galactique (région de l'espace entourant les galaxies spirales, et notamment la notre), formé de gaz et de poussières, d'étoiles isolées et d'amas globulaires. Ces galaxies spirales sont souvent accompagnées de petites galaxies de forme différente, comme celles situées au voisinage de la galaxie d'Andromède. Les galaxies elliptiques sont en général plus anciennes, essentiellement peuplées de géantes rouges ; les nuages de gaz et poussières interstellaires y sont rares, de même que les étoiles en formation.

   Les galaxies s'associent en amas; notre propre Galaxie, la Voie Lactée, appartient ainsi à un amas local de galaxies évoluant ensemble dans l'espace. Cet amas regroupe quelques grandes galaxies escortées d'une vingtaine de petites galaxies satellites. Certains amas galactiques sont bien plus importants que notre groupe local : l'amas de la Vierge compte 1000 galaxies, dont la "supergalaxie" M 87 - gigantesque système elliptique abritant en son centre un trou noir massif.