美國天文學家埃德溫·哈勃(1889-1953年)在20世紀30年代首次開發出一種分類系統，稱為哈勃序列，它將星系分為兩種主要型別：螺旋星系和橢圓星系。最終，它們被分成4種不同的形狀，螺旋型、橢圓型、透鏡型和不規則型，覆蓋了幾乎所有型別的星系。

星系最熟悉的形狀是螺旋型，存在一個“核心”並且一個有著不同“手臂”向外螺旋，包括銀河系和我們的鄰居仙女座星系。螺旋星系可以在不同程度上緊密或鬆散。關於螺旋星系的一個重要事實是，年輕的恆星形成於外臂，而較老的恆星則在中心附近被發現。

橢圓星系和透鏡狀星系是相似的型別。它們只有很少或沒有“塵埃帶”(相對密集、模糊的星際塵埃帶)，主要由較老和成熟的恆星組成。這些型別很少有恆星形成區。在四個星系形狀中是最有凝聚力和組織性的。

不規則星系沒有特定的形狀；它們很小，因此可能沒有足夠的引力來組織成規則的形狀。麥哲倫雲就是一個很好的例子。

天文學家一直無法解釋為什麼星系有不同的形狀和大小。研究人員根據觀測資料和1984年發表的宇宙“冷暗物質”理論，建立了一個新的超級計算機模型。這一理論認為，大約72%的宇宙是由一種稱為暗能量的神秘力量組成的，而另23%則是由一種叫做暗物質的無形物質組成的。只有4%的宇宙是由正常可見的物質組成的，包括我們所看到的所有恆星和行星。它現在被稱為“標準宇宙學模型”。

宇宙中物質的演化，從大爆炸後不久開始，直到最近，都是透過計算機模擬再現的。根據模擬結果，在冷暗物質存在的情況下，星系的形成是有層次的，首先形成的星系是小的矮星系，然後這些小的矮星系合併形成越來越大的恆星系統。因此，隨著時間的推移，像銀河系這樣的大星系肯定消耗了一百個或更多的小的矮星系，但其中許多星系可能與其母星系的恆星完全混在一起，以至於無法再容易地被識別出來。

當相同大小的星系合併導致兩個合併星系中螺旋模式的破壞時，會發生一次大的合併。在過去幾十億年中，這類事件相對較少。小規模合併涉及到一個質量更大的星系對矮星系的破壞，而且更為常見。根據λ冷暗物質模型，即使到了今天，小規模的合併仍然會發生。較大星系的恆星盤不會在小規模的合併過程中被破壞。

有時，一個大的螺旋星系可能透過在一邊施加比另一邊更強的引力而使附近或衛星星系變形。在這個過程中，衛星星系上的一些恆星被彈射出來，就像一條小溪。在這樣的合併過程中，來自衛星星系的恆星可以被拉入長流中，沉積在巨大的殘骸殼中，幾十億年後仍可被探測到。第一個這樣的恆星流的證據是在90年代在銀河系中發現的。這個被稱為人馬座矮橢球星系正沿著一條垂直於銀河系廣闊恆星平面的軌道執行，導致它穿過我們的星系。每經過一次圓盤，恆星就會被移除，形成一條稀薄的小溪。

自從人馬座矮橢球星系發現以來，在我們的銀河系的光環中已經發現了超過15種這樣的恆星流，在我們最近的銀河系鄰居仙女座星系中也發現了4種這樣的恆星流。

顯然，暗物質的包含對結果至關重要。星系的暗物質暈的行為可能會影響它的演化，並有助於決定它是變成螺旋還是橢圓。