這個星雲於1786年2月15日由威廉·赫歇爾首先發現。至1864年，英國業餘天文學家威廉·赫金斯為貓眼星雲作了光譜分析，也是首次將光譜分析技術用於星雲上。
現代的研究揭開不少有關貓眼星雲的謎團，有人認為星雲結構之所以複雜，是來自其連星係統中主星的噴發物質，但至今尚未有證據指其中心恒星擁有伴星。另外，兩個有關星雲化學物質量度的結果出現重大差異，其原因目前仍不明。
物質構成：與不少天體一樣，貓眼星雲的物質主要為氫和氦，並擁有少量重元素。這些元素可以光譜分析去量度其存在比例，由於氫是最豐富的元素，因此其他重元素的比例均會以相對於氫的數值去表示。
由於望遠鏡使用的攝譜儀不會收集來自觀測目標的所有光線，也不會使用細小光圈去聚集物體光線，因此多個有關星雲化學元素比例的研究結果均會有出入，每個不同的結果可代表星雲的某一部分。
在多個計算結果當中，人們普遍相信它的氦元素比例約為氫的0.12倍，碳和氮的比例均為氫的310?4倍，氧的比例約為氫的710?4倍。受到核合成的影響，重元素得以在恒星爆發成行星狀星雲以前，於恒星外層大氣聚集，使之與不少行星狀星雲一樣，碳、氮和氧元素均為除氫以外，所占比重較多的元素，比太陽的相同重元素要多。
在對貓眼星雲進行更深入觀測所得結果當中，或已顯示星雲的一小部分物質擁有豐富的重元素，這點會在以下段落詳述。
星雲運動及形態：貓眼星雲擁有極為複雜的結構，人們至今仍未完全明白其形態的形成機製。星雲的光亮部分主要是中央恒星釋出的恒星風及星雲形成時射出的物質相碰撞而成的，兩者間的撞擊產生上述的X射線，恒星風也使星雲內層泡沫狀物質的一部分給挖走，這個情況在內層兩端均有發生。
人們也懷疑星雲的中央恒星為一連星係統，一顆恒星吸取另一顆恒星物質的過程形成一吸積盤，並在物質受方恒星兩極射出噴流，這些噴流又與先前射出的物質碰撞。由於天體進動（歲差）的關係，恒星的兩極噴流方向會隨時間而改變。
人們在內星雲光亮部分的外部，找到不少同中心的環狀物體，他們認為可能在恒星演變在行星狀星雲前，在赫羅圖中的漸進巨星分支階段便已出現。這些環狀物體的半徑具規則性，每兩個環之間的半徑差均相若，因此人們指出這些環的形成機製為於特定時間，並以差不多相同的發射速度進行。再者，一大型暗暈膨脹至恒星遠處，於星雲形成前便已出現。
現時謎題：人們縱使已作出深入研究，但至今仍有不少謎題有待解決。星雲外層多個相同中心的環狀物體的時間差距可能為數百年，現時仍難以解釋。導致星雲形成的熱脈可能每隔數萬年會發生一次，而較小的表麵脈衝則每隔數年至數十年一次，星雲會定時釋出同中心環狀物體的機製至今尚未有定論。
星雲的光譜呈連續重疊的發射線狀，這些發射線可能來自星雲中離子之間發生的碰撞激發，或是離子再度與電子結合而形成的，當中因碰撞激發產生的發射線比電子融合的更強，因此成為多年來人們量度兩者比例的方法。但近期研究結果指，在星雲的光譜圖中，離子與電子結合的發射線數量約為碰撞激發發射線的三倍，其原因至今尚在爭論中，有說法指是因為存在一些含豐富重元素的物質，或是星雲溫度的波動。
11．奧爾特星雲
奧爾特星雲是一個假設包圍著太陽係的球體雲團，布滿著不少不活躍的彗星，距離太陽約50000至100000個天文單位，差不多等於一光年，即太陽與比鄰星距離的四分一。
雖然人們未曾對奧爾特星雲作直接的觀測，但從觀測得彗星的橢圓軌道，認為不少彗星皆是從奧爾特星雲進入內太陽係的，一些短周期的彗星可能來自柯依柏帶。
1932年，愛沙尼亞的天文學家ErnstOuml；pik提出彗星是來自太陽係的外層邊緣的雲團。但1950年，荷蘭天文學家奧爾特便指出Ouml；pik推論有矛盾的地方，一個彗星不停來回太陽係內部與外部，終會被多種因素所摧毀，其生命周期決不會如太陽係的年齡長。該雲團所受的太陽輻射較弱，非常穩定，存在數百萬顆以上的彗星核，可以不停產生新彗星，去取代被摧毀的。
奧爾特雲是50億前形成太陽係的星雲的殘餘物質，包圍著太陽係。人們認為太陽外其他恒星也會有自己的奧爾特星雲存在，又如果兩顆距離近的恒星，其奧爾特雲會出現重疊，導玫彗星走進另一恒星的太陽係內部。
直至今日，隻有小行星90377被認為可能是奧爾特星雲的天體，其軌道介乎76至850個天文單位之間，比預計的軌道接近太陽，有可能來自奧爾特星雲內層。如果其推測正確，那麽奧爾特星雲的距離一定比估計的接近太陽，密度也會較高。也有說法指太陽形成時，原是星團的一員。
12．彩虹星雲
彩虹星雲
這些由星際塵埃及氣體組成的雲氣，如同纖柔嬌貴的宇宙花瓣，遠遠地盛開在1300光年遠的仙王座恒星豐產區。有時它被稱為彩虹星雲，有時人們又叫她艾麗斯星雲，而被編入目錄的則是NGC7023，它可不是天空中唯一會讓人聯想到花的星雲，雖然如此，這張美麗的，發出夢幻般的迷人景象的數字影像，炫耀出色彩與對稱上令人印象深刻的細節。
星雲物質圍繞在一顆大質量、熾熱，顯然尚處於形成階段的年輕星球，泄漏機密的紅色輝光，在恒星明亮的中心區兩側告訴我們，那裏有大量的氫原子被來自於恒星看不見但強烈的紫外光照耀激發。然而，星雲的主要顏色仍是藍色，這是塵埃顆粒反射星光的特征。影像中也能看到由塵埃與冷卻的分子氣體組成的黑暗遮蔽雲氣，並引領我們的視覺感官去看出其它旋繞而具想象空間的形狀。紅外線觀測顯示這個星雲可能包含了複雜的碳分子。這裏所示的彩虹星雲大約有6光年大小。
13．玫瑰星雲
玫瑰星雲
美麗的玫瑰星雲NGC2237，是一個距離我們三千光年的大型發射星雲。星雲中心有一個編號為NGC2244的疏散星團，而星團恒星所發出的恒星風，已經在星雲的中心吹出一個大洞。這些恒星大約是在四百萬年前從它周圍的雲氣中形成的，而空洞的邊緣有一層由塵埃和熱雲氣的隔離層。這團熱星所發出的紫外光輻射，遊離了四周的雲氣，使它們發出輝光。星雲內豐富的氫氣，在年輕亮星的激發下，讓NGC2237在大部份照片裏呈現紅色的色澤。這張影像最特殊的特征，是它的色彩和常見的玫瑰星雲照片不同。透過氫所發出的紅光，氧所發出的綠光，以及硫所發出的藍光等波段的濾鏡，天文學家對玫瑰星雲拍照，然後再加以組合，合成上麵這張美麗的影像。影像中，我們也可以清楚看見，散布在雲氣中的暗黑絲狀塵埃帶。最近天文學家在玫瑰星雲內，發現了一些快速移動的分子團，不過它們的起源仍是未知。玫瑰星雲位在南天的麒麟座，它的大小約有100光年，距離我們約5000光年，用小型的望遠鏡就能看到它。
當然，不是所有的玫瑰都是紅色的，但它們還是非常漂亮。然而在天象圖中，美麗的玫瑰星雲和其它恒星形成區域總是以紅色為主－部分因為在星雲中占據支配的發射物是氫原子產生的。氫原子強烈的可見光線－H-alpha，是光譜中的一個紅色光波段，但漂亮的發射星雲不僅僅需要紅光。星雲中其它原子也被高能量的星光激發，也形成了窄波發射光線。在這張絢麗的玫瑰星雲中心區域圖像中，窄波圖像是合成，硫原子發出的紅光，氫原子放射出藍光，氧原子放射出綠光。事實上，利用這些窄波原子放射光線表示顏色的方法，也被用在許多哈勃拍攝的恒星孕育場圖像中。這張圖像在麒麟座中橫跨大約50光年，位於估計距離3，000光年遠的玫瑰星雲中。