涡状星系通常指M51的主星系NGC 5194，位于猎犬座方向；它与较小伴星NGC 5195共同构成相互作用系统。夏尔·梅西耶在1773年发现主星系，威廉·赫歇尔后来辨认伴星。1845年，罗斯伯爵借助大型反射望远镜画出其旋涡结构，使M51成为最早被识别出旋臂的星云状天体之一。
NASA哈勃资料常用距离约3100万光年。M51几乎正面朝向地球，因此两条主要旋臂、中央核球和盘内尘埃带容易分辨。距离仍依赖造父变星、红巨星分支顶端等测距方法及标定，不同研究可给出略有差异的数值。
它被归为宏伟设计旋涡星系，旋臂连续而有组织。蓝色年轻星团和粉红电离氢区沿臂分布，尘埃在可见光中形成暗带；红外波段则突出多环芳香烃与暖尘埃。不同波段强调不同物质，公开彩色合成图并不等同于肉眼直接看到的颜色。
NGC 5195从主星系盘后方或附近经过的潮汐相互作用，被认为增强了旋臂的对称性并重排气体。数值模拟能重现部分形态，但最近相遇次数、精确轨道和三维几何仍依模型而变。把所有恒星形成都归因于一次相遇，会超过现有证据。
M51中心含有活动星系核，核心黑洞周围吸积物质在射电、红外和X射线波段可见。它还出现过多颗被现代观测记录的超新星，包括SN 1994I、SN 2005cs和SN 2011dh，为研究不同类型恒星爆发及其前身星提供了近邻样本。
2026年的韦布研究用MIRI八个滤镜把中红外辐射与CO、HI及Paα比较：PAH主导波段在小尺度更接近气体柱密度，21微米连续谱则更强响应恒星形成区。这一结果使M51继续承担中红外恒星形成率标定场的角色，但不能直接推广到所有金属丰度和红移的星系。
黑暗天空下，中等口径望远镜可见M51与伴星的两个光核，旋臂需要更大口径和较好透明度。档案把NGC 5194作为主对象；检索M51时有些目录会把整个星系对都包含在内，引用质量、亮度或坐标时必须说明究竟指主星系还是两者合计。所谓涡状外观来自星系盘内恒星与尘埃的分布，不是物质整体像水流一样快速旋入中心。