仙女座星系是局部星系群中距离银河系最近的大型星系，常用目录名M31或NGC 224。它位于仙女座方向，在足够黑暗的天空中可由肉眼看成模糊光斑。人类很早就记录了它，波斯天文学家阿卜杜勒·拉赫曼·苏菲在10世纪留下“微小云”的描述；现代研究后来才确认它位于银河系之外。
M31距地球约250万光年，盘面相对我们的视线倾斜约77度，因此看起来像拉长的纺锤。哈勃拼接影像显示其盘面跨度超过20万光年，并能分辨上亿颗恒星。不同研究对外晕边界、总质量和直径采用不同定义，因此“银河系或M31谁更大”不能只靠单一数字回答。
仙女座星系由中央核球、恒星盘、旋臂、尘埃带和延展恒星晕构成。年轻蓝星和恒星形成区更多沿盘与环状结构分布，核球以较老恒星为主。其中心拥有超大质量黑洞；哈勃还发现复杂的偏心核星盘和年轻蓝星成分，说明星系核动力学并非简单的单峰亮核。
M31拥有大量球状星团和数十个矮星系伴星，M32与M110是最容易识别的成员。潮汐星流、外盘扰动和恒星晕中的年龄及金属丰度结构，记录了它过去吞并小星系的历史。研究这些结构能与银河系考古互补，因为我们可从外部观察M31整体，却身处银河系盘内。
仙女座星系的光谱呈蓝移，说明它目前正沿视线总体接近银河系。常见模型预测两座大星系在数十亿年后发生近距离相遇并最终合并，但精确时间和碰撞几何依赖横向速度、暗物质晕与局部星系群质量。所谓“碰撞”主要是引力重排，恒星彼此直接相撞的概率很低。
哈勃PHAT与PHAST等巡天把M31大片盘面分解成单颗恒星，建立恒星形成史、尘埃分布和星团目录；X射线、射电和红外观测又追踪黑洞、气体与冷尘埃。它是检验旋涡星系形成、恒星族合成、距离标尺和暗物质分布的基准，同时也提醒我们单个近邻星系未必代表所有旋涡星系。
肉眼观测时，M31的核心最容易看到，完整盘面远大于肉眼亮斑；双筒镜在秋季北半球夜空中通常比高倍率望远镜更容易呈现其延展形态。图像中的蓝、红和尘带颜色往往来自多波段处理。档案采用约250万光年的通用距离，具体距离模数和总质量仍会随测量方法更新。