宇宙中無數的恒星不是均勻分布在宇宙中，而總是聚集成星係——就像是人們總是聚集在城鎮，而且星係之間空曠遼遠。
我們所在的星係叫做銀河係，它是一個由氣體、塵埃和約2000億顆恒星組成的巨大的旋轉中的“轉輪”。每顆恒星之間的距離大約有幾十萬億千米，我們熟悉的太陽位於銀河係的邊緣。
當我們觀察宇宙時，其實是透過銀河係裏的恒星往外看，就像是雨天裏透過雨幕看風景。我們在夜空中看到的單顆星星都是銀河係裏的恒星。銀河係是一個旋轉星係，俯看就像是一個由恒星組成的巨大旋風。太陽和它的八大行星就位於從“旋風”中心伸出的一條旋臂上。太陽在旋臂裏的運動速度是94萬千米／小時，按照這樣的速度，太陽需要大約2億年的時間才能繞星係一周。
從側麵看去，銀河係是中間厚邊緣薄的碟子形狀。如果天氣晴好，我們可以看見夜空裏有亮帶延伸，那其實就是銀河係的一部分。
如果能夠走出銀河係，我們就可以看到它的真麵目：漆黑的背景上麵布滿了星係，就像漆黑的海麵上，小島都被點亮了。銀河係再大，也隻不過是宇宙中約1000億個星係之一。雖然每個星係都由至少上百萬顆恒星組成，但它們距離地球太遙遠，以至於我們看到它們的光都很微弱。
一個普通的望遠鏡就可以讓我們看到數十個星係；一架更好的天文望遠鏡能夠讓我們看到更多星係，甚至可以看到幾個遙遠星係中的恒星。
仙女座星係是距離銀河係最近的星係，天氣晴好時，我們甚至不需要望遠鏡就能看到它。仙女座星係跟銀河係一樣，也是螺旋星係。所有的星係中，有一半都是螺旋星係，像一個自旋的轉輪。這些星係裏有數不清的恒星，包括年輕的、年老的和中年的。
還有橢球形的星係——數十億顆恒星組成的大球。有些星係是正球形的，有些是扁球形。橢球形星係中所有的恒星都圍繞著中心旋轉，像一群飛舞的蜜蜂。這些星係中的恒星年紀都比較大，許多是紅巨星，所以橢球形星係往往都發出橙色的光。
還有其他形狀的星係，有些像沒有旋臂的旋渦（或者像照相機鏡頭），還有些沒有特定的形狀，所以叫做不規則星係。
星係看似平靜，實際上充滿了劇烈的自燃事件，強度絕不次於地球上的火山爆發和地震。例如，一次仍在持續的能量大釋放中，從M87星係中心噴出的藍白色高溫氣體噴流足有5000光年長。天文學家們認為，位於星係中心的黑洞能夠吞噬氣體、塵埃甚至整個恒星，它很可能就是星係上劇烈事件的根源。
星係之間也會發生碰撞，但因為每顆恒星之間的距離實在是太遠了，所以當星係相遇時，恒星之間並不會相撞，它們通常會從彼此身旁飛馳而過。由於星係的體積太龐大，這種“碰撞”需要持續幾百萬年，而不是幾分鍾。但是專家們可以在電腦上模擬出星係相遇的情景，模擬的過程是可以迅速完成的，這樣天文學家們就可以預言當兩個星係相遇的時候是怎麼樣的，相遇之後又會發生什麼事情。由於星係中恒星的運動就像夜晚天空中的航船，萬有引力使它們彼此吸引。有些恒星離開原來的位置，從而使交織的星係的形狀都發生扭曲。比如，當一個橢球形星係接近一個螺旋星係的時候，後者充滿恒星的旋臂就有可能受到前者的影響而偏離原來的位置。
目前，有些天文學家猜想，今天的大型星係很可能是由很多小星係融合而成的。例如，兩個螺旋星係合並起來就可能形成一個橢球形星係。因為在宇宙深處20億光年附近（也就是那裏20億年前），天文學家們發現越來越多的小型星係和越來越多的大型星係。而且這些小星係大都沒有規則的形狀，既不是螺旋形也不是橢球形。天文學家們認為，10～100個這樣的小星係融合在一起才能演變成像銀河係這樣的螺旋星係。