En galax är ett kluster av stjärnor, nebulosor, mörk materia och andra astronomiska objekt. De flesta galaxer är tiotusentals ljusår i diameter och innehåller miljarder stjärnor. Galaxer finns i tre primära former; spiralgalaxer är tunna skivor, med spiralarmar som omger ett centralt nav; elliptiska galaxer är enhetliga, ovala agglomerationer; och oregelbundna galaxer har liten eller ingen bestämd struktur.
En spiralgalax centreras runt ett nav, som är ungefär sfäriskt och buktar utåt från skivan. Navet är galaxens gravitationscentrum och innehåller vanligtvis ett supermassivt svart hål. Runt navet finns spiralarmar, som är samlade vågor av stjärnor och gas som kretsar runt mitten. Spiralarmarna har vanligtvis mer gas och damm, och de innehåller de flesta av de nybildade stjärnorna, vilket gör att de ser blåa ut i färgbilder. En spiralgalax kan ha en horisontell stång som passerar genom dess nav; vår egen galax, Vintergatan, tros innehålla en bar.
Elliptiska galaxer har ett stort centralt nav, men de saknar armarna av en spiralgalax; de ser vanligtvis mer gulaktiga ut i färgbilder från gamla, rödaktiga stjärnor. Oregelbundna galaxer har ofta ingen urskiljbar struktur, men ofta kan de kännas igen som att de har en förvrängd spiral eller elliptisk form. Elliptiska och oregelbundna galaxer är ofta resultatet av kollisioner, som orsakar stora skurar av stjärnbildning och förvränger galaxernas struktur på grund av de komplexa gravitationsinteraktionerna. Så småningom går de två galaxerna vanligtvis samman och bildar en stor galax, som har kastat bort de flesta av sina gas- och stoftmoln.
Det finns ungefär hundra miljarder galaxer i det synliga universum; de flesta av dem förekommer i stora agglomerationer som kallas galaxsuperkluster. Mellan dessa superkluster finns tomrum med få eller inga galaxer, ofta under hundra miljoner ljusår eller mer. Genom att studera spiralgalaxernas rotation fann astronomerna att det mesta av materien i universum inte är stjärnor och gas, utan osynlig ”mörk materia” som inte kan ses men som fortfarande utövar gravitation. Mörk materia tros vara ansvarig för dessa stora kluster, eftersom den mörka materiens gravitationsattraktion drog samman galaxer.