银河系外天文学的曙光出现在1917年，当时美国天文学家Heber Curtis在M31内观测到一颗恒星新星，这是当时被称为大仙女座星云的正式名称。 当时，像仙女座这样的螺旋状星云被认为位于我们的银河系内，其大小只比太阳系大几倍，距离不到5万光年。 他们认为银河系代表整个宇宙。

在观察到M31中的新星后，Curtis搜索了照片记录，注意到该区域还有11个新星。 如果M31只是一个恒星状的星云，为什么其中会有这么多新星，而且这些新星的特征比其他新星更暗？ 根据这些新星比我们银河系中已知的新星暗10倍的观察推理，Curtis宣布仙女座大星云实际上是一个 "岛屿宇宙"，与银河系不同，位于50万光年之外。 天文学家起初不接受他的假设，一场科学辩论开始。

1920年，另一位美国天文学家哈洛-沙普利（Harlow Shapley）向柯蒂斯发起挑战，就当时重要的天文问题进行大辩论，包括像仙女座这样的螺旋状星云是否真的在我们的银河系之外。 许多天文学家同行关注着这场辩论，但最后的结果并不确定。 直到1925年，埃德温-哈勃（哈勃太空望远镜就是以他命名的）发表了从当时世界上最大的100英寸胡克望远镜中观察到的结果，他发现仙女座星云中存在采埃德变星，并用它们来测量其距离，发现是250万光年。 河外天文的时代已经开始，仙女座星云也被重新称为仙女座银河。

在过去的80年里，星系外天文学一直是一个活跃的研究领域。 通过利用星系的光学特征测量其相对速度，人们发现所有的星系都在相互远离，整个宇宙正在膨胀。 1998年，对Ia型超新星的观测甚至表明膨胀正在加速。 宇宙学家现在认为，宇宙很可能在 "热死 "中结束，加速的膨胀导致所有物质分散和冻结。

银河系外天文学的一个重要插曲是发现和调查类星体，即QUasi-stellAR射电源。 这些明亮的点源被认为是非常光亮和非常遥远的，是已知的最遥远的天体之一，有些远达130亿光年。 虽然类星体在20世纪50年代首次被观测到，但直到70年代，科学界才开始对类星体的性质形成共识：它们是活跃的星系核，由超大质量的黑洞组成，每世纪吸纳几个太阳质量的物质，在这个过程中释放出巨大的辐射。 人们建立了正式的模型来描述这一点，河外天文学中最大的一个谜被破解了。

今天，数以百万计的星系已经被科学家们拍摄下来并进行了分类，有时甚至利用公众的帮助（如GalaxyZoo）。 星系要么是螺旋形的，要么是椭圆形的。 据估计，在可观测的宇宙中存在大约1000亿个星系。 有趣的是，这和人脑中的神经元数量差不多。