Una galàxia conté entre uns milions i uns centenars de milers de milions d'estrelles, unides per la força gravitacional mútua. Les estrelles d'una galàxia poden formar part de cúmuls estel·lars o d'una població més gran d'estrelles separades que hi ha per la galàxia. A més, una galàxia conté restes estel·lars, així com pols, gas i matèria fosca. Moltes galàxies tenen un forat negre supermassiu en el seu centre.
La matèria fosca és un tipus de matèria que no emet o no interacciona amb la radiació electromagnètica i, per tant, és impossible de veure per observació directa. Tot i que la matèria fosca no és visible, té massa; la seva existència es dedueix dels efectes gravitacionals que té sobre els objectes visibles. Aquests efectes inclouen l'alteració del seu moviment o la distorsió de les imatges a causa de la lent gravitacional. Les galàxies estan envoltades per un halo molt més gran de matèria fosca; en un sentit, allò que veiem d'una galàxia tan sols és la punta de l'iceberg.
Durant els primers centenars de milions d'anys de la història de l'Univers, la matèria fosca va evolucionar en nombroses grans regions més denses, anomenades halos. L'acumulació d'hidrogen i d'heli en aquests llocs va donar lloc a les primeres galàxies i a les primeres estrelles. Les galàxies espirals més grans com la Via Làctia van evolucionar a mesura que atreien i incorporaven galàxies més petites. Les grans galàxies el·líptiques es van formar quan les galàxies més massives van xocar i es van fusionar. En funció de les seves reserves de gas i de l'escalfament per explosions estel·lars o per activitats en el centre galàctic, aquestes galàxies van formar noves estrelles a un ritme més o menys lent.
Segons l'aspecte visual, les galàxies es classifiquen en galàxies espirals, el·líptiques i irregulars. Aquests tipus es diferencien no només per la forma sinó també pel seu contingut. Les galàxies espirals tenen braços espirals aplanats formats principalment per estrelles joves i brillants i per grans quantitats de gas i de pols. En canvi, les galàxies el·líptiques contenen menys gas. Les seves estrelles són majoritàriament antigues i es distribueixen en forma ovoide o esfèrica. Algunes galàxies, incloses la majoria de galàxies nanes, no tenen cap d'aquestes dues formes estàndard i s'anomenen irregulars.
La Via Làctia és una galàxia espiral amb una estructura en el centre amb forma de barra. El Sistema Solar es troba a uns 25.000 anys llum del centre, en un braç espiral. La part visible de la nostra galàxia és una col·lecció d'estrelles en forma de disc d'un diàmetre d'entre 100.000 i 120.000 anys llum i un gruix de tan sols uns dos mil anys llum. En aquest disc, les estrelles joves i la pols formen braços espirals. En una nit fosca i des d'un lloc no il·luminat, podem veure una mínima fracció dels més de 100.000 milions d'estrelles que conté el disc galàctic amb la forma d'una enorme banda borrosa que arqueja en el firmament. Així és com apareix la galàxia des del seu interior.
Una teoria àmpliament acceptada sobre la formació dels braços espirals és que són el resultat d'una ona de densitat que es mou pel disc d'una galàxia, cosa que fa que les estrelles, el gas i la pols s'acumulin d'una manera semblant a un embós en una carretera transitada. Això dona lloc a regions més denses del disc que es veuen com a braços espirals. Aquestes regions d'alta densitat contenen grans quantitats de gas i de pols, essencials per a la formació de noves estrelles. En conseqüència, els braços espirals contenen moltes estrelles joves i brillants, cosa que indica que en aquestes regions el ritme de formació estel·lar és alt.
Es calcula que una galàxia típica conté uns 100 milions de forats negres de massa estel·lar. Aquests tipus de forats negres es formen quan una estrella massiva acaba la seva vida en una explosió de supernova. Els forats negres supermassius es troben en el centre de la majoria de galàxies, i són el tipus de forat negre més gran, amb masses d'entre uns milions a més de mil milions de masses solars. La Via Làctia té un forat negre supermassiu central amb una massa d'uns quatre milions de masses solars. La primera imatge directa de la silueta de l'horitzó d'esdeveniments d'un forat negre, en el centre de l'enorme galàxia el·líptica M87, es va aconseguir el 2019 en combinar les dades de vuit radiotelescopis d'arreu el món.
La veïna més propera a la Via Làctia és la galàxia nana Canis Major, a una distància d'uns 25.000 anys llum. Les galàxies llunyanes semblen molt tènues i, per tant, són difícils d'observar. Per obtenir imatges de galàxies llunyanes, cal emprar grans telescopis amb un elevat poder de resolució, i fer exposicions llargues per recollir prou llum d'aquests objectes.
Les galàxies no es distribueixen aleatòriament per l'Univers. Al contrari, la galàxia mitjana forma part d'un cúmul de galàxies. Aquests cúmuls consisteixen en centenars o, fins i tot, milers de galàxies unides entre si per l'atracció gravitacional mútua. Els mateixos cúmuls de galàxies també s'agrupen en estructures més grans anomenades supercúmuls. La Via Làctia forma part del que s'anomena Grup Local de galàxies, que inclou més de 54 galàxies. El Grup Local és un membre perifèric del cúmul de la Verge, que forma part del supercúmul de la Verge, que al seu torn forma part del supercúmul de Laniakea.
Les interaccions entre les galàxies influeixen en el seu aspecte i en la seva evolució. En el passat es creia que un tipus de galàxia podia evolucionar cap a un altre tipus al llarg de la seva vida, però els coneixements científics actuals mostren que les interaccions gravitacionals són la raó d'alguns tipus de galàxies. Per exemple, les galàxies el·líptiques es poden originar per fusions entre grans galàxies predecessores i, al mateix temps, aquests esdeveniments poden desencadenar un intens esclat de formació estel·lar en les galàxies que interactuen.
