Con il termine galassia si usa indicare un immenso agglomerato di stelle, ammassi ed associazioni stellari, gas, polveri e corpi solidi, legati dalla reciproca forza di gravità. Secondo la terminologia oggi in uso, per Via Lattea s'intende esattamente il profilo del nostro sistema stellare quale si proietta sulla sfera celeste, mentre per Galassia s'intende l'insieme di tutto il sistema stellare di cui facciamo parte. I sistemi analoghi alla nostra Galassia sono chiamati Galassie esterne, o semplicemente Galassie sostituendo così l'ambiguo termine di nebulosa dato originariamente sia alle nebulose galattiche costituite da ammassi di gas e polveri, sia ai sistemi stellari che erano chiamati nebulose esterne. Fino al 1923 infatti non si sapeva con certezza se gli oggetti del cielo che oggi chiamiamo galassie appartenessero al nostro sistema, o se fossero esterni ad esso. Il dilemma venne risolto dall'astronomo statunitense Edwin P. Hubble, che scoprì delle variabili Cefeidi in alcune galassie a spirale. Poiché la relazione periodo-luminosità permetteva di misurare la distanza di queste Cefeidi, furono pure deducibili le distanze delle galassie. Fu così subito evidente che le galassie erano situate molto al di là del sistema della Via Lattea.

Le Cefeidi sono una classe di stelle particolarmente luminose (fino ad una magnitudine assoluta di -6) e il metodo si può impiegare per galassie distanti fino a 20 milioni di anni luce. Per distanze maggiori si possono utilizzare le supergiganti luminose e, con gli ammassi globulari, si può arrivare fino ad 80 milioni di anni luce, nell'ipotesi che gli ammassi globulari di una galassia qualsiasi abbiano più o meno le stesse dimensioni e la stessa luminosità. Per galassie ancora più lontane si ricorre all'analisi spettroscopica. La legge di Hubble lega tra loro distanza e velocità di allontanamento, cosicché, una volta stabilita la linearità della relazione distanza-velocità e misurato lo spostamento verso il rosso, se ne può determinare la distanza.