Una galaxia es un cúmulo de estrellas, nebulosas, materia oscura y otros objetos astronómicos. La mayoría de las galaxias tienen decenas de miles de años luz de diámetro y contienen miles de millones de estrellas. Las galaxias tienen tres formas principales; las galaxias espirales son discos delgados, con brazos espirales que rodean un eje central; las galaxias elípticas son aglomeraciones uniformes de forma ovalada; y las galaxias irregulares tienen poca o ninguna estructura definida.
Una galaxia espiral se centra alrededor de un centro, que es aproximadamente esférico y sobresale del disco. El centro es el centro gravitacional de la galaxia y, por lo general, contiene un agujero negro supermasivo. Alrededor del centro hay brazos espirales, que son ondas agrupadas de estrellas y gas que orbitan alrededor del centro. Los brazos espirales suelen tener más gas y polvo, y contienen la mayoría de las estrellas recién formadas, lo que las hace parecer azules en imágenes en color. Una galaxia espiral puede tener una barra horizontal que atraviesa su centro; se cree que nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, contiene una barra.
Las galaxias elípticas tienen un gran eje central, pero carecen de los brazos de una galaxia espiral; por lo general, aparecen imágenes de color más amarillentas de estrellas viejas y rojizas. Las galaxias irregulares a menudo no tienen una estructura discernible, pero a menudo se puede reconocer que tienen una forma espiral o elíptica distorsionada. Las galaxias elípticas e irregulares a menudo son el resultado de colisiones, que provocan grandes estallidos de formación de estrellas y distorsionan la estructura de las galaxias debido a las complejas interacciones gravitacionales. Finalmente, las dos galaxias generalmente se fusionan para formar una gran galaxia, que ha eliminado la mayor parte de sus nubes de gas y polvo.
Hay aproximadamente cien mil millones de galaxias en el universo visible; la mayoría de ellos ocurren en grandes aglomeraciones llamadas supercúmulos de galaxias. Entre estos supercúmulos hay vacíos con pocas o ninguna galaxias, a menudo durante cien millones de años luz o más. Al estudiar la rotación de las galaxias espirales, los astrónomos descubrieron que la mayor parte de la materia del universo no son estrellas ni gas, sino «materia oscura» invisible que no se puede ver pero que ejerce la gravedad. Se cree que la materia oscura es responsable de estos grandes cúmulos, ya que la atracción gravitacional de la materia oscura unió a las galaxias.