一般來說，星系是由恆星、恆星死亡後的殘餘物質、星際物質（氣體、塵埃）和大量的暗物質組成的一個引力束縛的系統。
下面就依次分別介紹：
恆星是宇宙中最常見的發光天體，我們看到（星系核心不活動的）星系的亮度和星系的形態基本有恆心的型別、數目和分佈決定。我們的太陽就是這樣一種天體，其能量來源為較輕元素到重元素的核聚變過程。一般來說，恆星由引力凝聚在一起的一顆球型發光等離子體球體。我們在地球的夜晚可以看見的星星幾乎全都在銀河系內的恆星，但由於它們和我們之間的距離非常遙遠，這些遙遠的恆星看似只是固定在夜空的發光點，這也是為什麼恆星叫“恆”星的原因。我們用望遠鏡拍攝到的星系的圖片基本上就是星系中恆星的分佈狀態。星系大小的分佈範圍很廣，有僅僅只有幾億（10^8）顆恆星的矮星系，也有幾百萬億（10^14）顆恆星的巨型星系。
(太陽偽彩色影像)
（大麥哲倫雲的一個恆星形成區）
恆星的誕生和演化歷程，目前我們已經研究得都比較清楚。恆星的質量決定恆星一生的歷程和最終命運，包括：壽命、顏色、溫度、光（亮）度、演化路徑、死亡後的殘骸等。恆星的生命開始於氣態星雲（主要是氫和氦）的引力坍縮。當星雲的核心有了足夠的密度和壓力，氫聚變成氦的核聚變反應就可以穩定的持續進行，開始逐漸向外釋放聚變產生的巨大能量，恆星就此誕生。但一旦恆星核心的氫消耗殆盡，恆星的生命就即將結束。不過恆星的死亡伴隨著絢麗的過程——超新星爆發。在超新星爆發過程中，會產生幾乎所有比氦重的天然元素（看看我們人類身體的元素組成，沒有超新星爆發就沒有我們）。與此同時，根據恆星質量的不同，恆星的核心變成不同型別的恆星殘骸：白矮星、中子星、或黑洞（恆星級）。
（恆星的一生）
（蟹狀星雲和位於其中心的中子星）
在星系中，恆星和恆星之間並不是什麼都沒有的真空，也存在著物質，只不過密度很低而已，這些物質就是星際物質。星際物質是存在於星系內的恆星之間物質和輻射場的總稱。星際物質在星系的形成和演化中扮演著重要角色，恆星在星際物質密度較高的分子云中形成，並且經由行星狀星雲、星風、和超新星爆發過程中獲得能量和物質的重新補充。星際物質是極度稀薄的等離子、（沒被電離的）中性氣體和塵埃，是離子、原子、分子、塵埃、電磁輻射、宇宙射線、和磁場的混合體。物質的成分是99%的氣體和1%的塵埃，元素分佈上90%的氫、10%的氦和極微量的金屬（天文學上把除氫和氦之外的元素都叫金屬元素）。密度極其稀薄，密度從每立方米只有幾十個到數億個不等。溫度跨度也很大，低的只有零下200多攝氏度，高的可以達到幾百萬攝氏度。
（3D的創生之柱）
（Spitzer Space Telescope拍攝的星系中的塵埃分佈）
多數的星系都鑲嵌在由暗物質構成星系暗物質暈當中，暗物質暈主導著星系系統的動力學過程。暗物質是宇宙中的一種不可見的物質，是宇宙物質的主要組成部分。暗物質到底是什麼粒子人類以目前的研究並沒用弄清楚。暗物質只能透過暗物質能夠產生引力效應被測量，因其不和其它物質發生電磁效應故無法透過電磁波的進行觀測研究。現代天文學經由重力透鏡、宇宙中大尺度結構的形成、微波背景輻射等方法和理論來探測暗物質的量和分佈。物理學家和天文學家試圖透過大型強子對撞機（或者加速器）人工創造出這些新粒子，或者位於地球深處的暗物質探測實驗（加拿大的SNOLAB地下實驗室、義大利的薩索國家實驗室、中國錦屏極深地下暗物質實驗室等）及發射進入太空的暗物質粒子探測衛星（悟空號）等尋找暗物質存在的直接和間接證據。
（現今宇宙組成）
（透過引力透鏡效應估計的星系團CL0024+17內部存在一個暗物質圈，用藍色表示）
（暗物質大尺度空間分佈）
一般來說，星系是由恆星、恆星死亡後的殘餘物質、星際物質（氣體、塵埃）和大量的暗物質組成的一個引力束縛的系統。
下面就依次分別介紹：
恆星恆星是宇宙中最常見的發光天體，我們看到（星系核心不活動的）星系的亮度和星系的形態基本有恆心的型別、數目和分佈決定。我們的太陽就是這樣一種天體，其能量來源為較輕元素到重元素的核聚變過程。一般來說，恆星由引力凝聚在一起的一顆球型發光等離子體球體。我們在地球的夜晚可以看見的星星幾乎全都在銀河系內的恆星，但由於它們和我們之間的距離非常遙遠，這些遙遠的恆星看似只是固定在夜空的發光點，這也是為什麼恆星叫“恆”星的原因。我們用望遠鏡拍攝到的星系的圖片基本上就是星系中恆星的分佈狀態。星系大小的分佈範圍很廣，有僅僅只有幾億（10^8）顆恆星的矮星系，也有幾百萬億（10^14）顆恆星的巨型星系。
(太陽偽彩色影像)
（大麥哲倫雲的一個恆星形成區）
恆星殘骸恆星的誕生和演化歷程，目前我們已經研究得都比較清楚。恆星的質量決定恆星一生的歷程和最終命運，包括：壽命、顏色、溫度、光（亮）度、演化路徑、死亡後的殘骸等。恆星的生命開始於氣態星雲（主要是氫和氦）的引力坍縮。當星雲的核心有了足夠的密度和壓力，氫聚變成氦的核聚變反應就可以穩定的持續進行，開始逐漸向外釋放聚變產生的巨大能量，恆星就此誕生。但一旦恆星核心的氫消耗殆盡，恆星的生命就即將結束。不過恆星的死亡伴隨著絢麗的過程——超新星爆發。在超新星爆發過程中，會產生幾乎所有比氦重的天然元素（看看我們人類身體的元素組成，沒有超新星爆發就沒有我們）。與此同時，根據恆星質量的不同，恆星的核心變成不同型別的恆星殘骸：白矮星、中子星、或黑洞（恆星級）。
（恆星的一生）
（蟹狀星雲和位於其中心的中子星）
星際物質在星系中，恆星和恆星之間並不是什麼都沒有的真空，也存在著物質，只不過密度很低而已，這些物質就是星際物質。星際物質是存在於星系內的恆星之間物質和輻射場的總稱。星際物質在星系的形成和演化中扮演著重要角色，恆星在星際物質密度較高的分子云中形成，並且經由行星狀星雲、星風、和超新星爆發過程中獲得能量和物質的重新補充。星際物質是極度稀薄的等離子、（沒被電離的）中性氣體和塵埃，是離子、原子、分子、塵埃、電磁輻射、宇宙射線、和磁場的混合體。物質的成分是99%的氣體和1%的塵埃，元素分佈上90%的氫、10%的氦和極微量的金屬（天文學上把除氫和氦之外的元素都叫金屬元素）。密度極其稀薄，密度從每立方米只有幾十個到數億個不等。溫度跨度也很大，低的只有零下200多攝氏度，高的可以達到幾百萬攝氏度。
（3D的創生之柱）
（Spitzer Space Telescope拍攝的星系中的塵埃分佈）
暗物質多數的星系都鑲嵌在由暗物質構成星系暗物質暈當中，暗物質暈主導著星系系統的動力學過程。暗物質是宇宙中的一種不可見的物質，是宇宙物質的主要組成部分。暗物質到底是什麼粒子人類以目前的研究並沒用弄清楚。暗物質只能透過暗物質能夠產生引力效應被測量，因其不和其它物質發生電磁效應故無法透過電磁波的進行觀測研究。現代天文學經由重力透鏡、宇宙中大尺度結構的形成、微波背景輻射等方法和理論來探測暗物質的量和分佈。物理學家和天文學家試圖透過大型強子對撞機（或者加速器）人工創造出這些新粒子，或者位於地球深處的暗物質探測實驗（加拿大的SNOLAB地下實驗室、義大利的薩索國家實驗室、中國錦屏極深地下暗物質實驗室等）及發射進入太空的暗物質粒子探測衛星（悟空號）等尋找暗物質存在的直接和間接證據。
（現今宇宙組成）
（透過引力透鏡效應估計的星系團CL0024+17內部存在一個暗物質圈，用藍色表示）
（暗物質大尺度空間分佈）