虽然人类目前对暗物质的了解很少，但在大部分的星系中它都占有大约90%的质量。观测的数据显示超大质量黑洞存在于绝大多数星系的核心，它们被认为是活动星系核的主因。银河系——地球和太阳系所在的星系——在核心中至少也有一个这样的星体。

在宇宙中，由两颗或两颗以上星球所形成的绕转运动组合体叫做星系。星球的绕转形式有两种：一是众多质量小的星球绕质量大的中心星球转动，如太阳系众多行星和彗星等绕太阳转动；二是两颗或更多颗星球围绕共同质心相互转动。绝大多数星系属于前者。

几乎没有星系是单独存在的，许多星系和一定数量的星系之间有重力的束缚。包含有50个左右星系的集团叫做星系群，更大的包含数千个星系，横跨数百万秒差距空间的叫做星系集团。星系集团通常由一个巨大的椭圆星系统治着，他的潮汐力会摧毁邻近的卫星星系，并将质量加入星系中。超星系集团是巨大的集合体，拥有数万个星系，其中有星系群、星系集团和一些孤单的星系；在超星系集团尺度，星系会排列成薄片状和细丝，环绕着巨大的空洞。在上述的尺度中，宇宙呈现出各向同性和均质。

银河系是本星系群中的一员。本星系群相对来说是一个直径大约1022百万秒差距的小星系群。银河系和仙女座星系是这个群中最大的两个星系，许多其它的矮星系都是这两个的卫星星系。本星系群是以室女座星系团为中心的巨大星系群与星系集团集合体的一部分。

星系在宇宙中呈网状分布。从大尺度看，星系包围着一个个像气泡一样的空白区域，在整体上形成类似蜘蛛网或神经网络的结构，称之为宇宙大尺度分布。

星系的形成有两种理论。一种理论认为，星系由一次宇宙大爆炸中形成，它发生在137亿年前。另一个理论则是：星系由宇宙中的微尘所形成。原本宇宙有大量的球状星团，后来这些星体相互碰撞而毁灭，剩下微尘。这些微尘经过组合，而形成星系。

虽然在今天，关于星系形成的学问有不少人质疑。目前宇宙大爆炸是最流行的解释之一。

按照宇宙大爆炸理论，第一代星系大概形成于大爆炸发生后十亿年。在宇宙诞生的最初瞬间，有一次原始能量的爆发。随着宇宙的膨胀和冷却，引力开始发挥作用，然后，幼年宇宙进入一个称为“暴涨”的短暂阶段。原始能量分布中的微小涨落随着宇宙的暴涨也从微观尺度急剧放大，从而形成了一些“沟”，星系团就是沿着这些“沟”形成的。

随着暴涨的转瞬即逝，宇宙又回复到如今日所见的那样通常的膨胀速率。在宇宙诞生后的第一秒钟，随着宇宙的持续膨胀冷却，在能量较为“稠密”的区域，大量质子、中子和电子从背景能量中凝聚出来。一百秒后，质子和中子开始结合成氦原子核。在不到两分钟的时间内，构成自然界的所有原子的成分就都产生出来了。