自从17世纪初望远镜发明后，人类视野拓展到越来越远的宇宙深处，天文学家们陆续发现了一些云雾状天体，被称为星云。有的星云是气体的，有的被认为像银河系一样，是由许许多多恒星组成的宇宙岛，由于距离地球太远，观测都分辨不清那些由大量恒星构成的朦胧天体。 E0椭圆星系
18世纪，德国哲学家康德和英国天文学家赖特等人曾猜想这些星云是像银河一样由星群构成的宇宙岛，只因距离太远而不能分辨出单个的星体。
关于河外星系的发现过程可以追溯到两百多年前。在当时法国天文学家梅西耶 （ Messier Charles ） 为星云编制的星表中，编号为M31的星云在天文学史上是有着重要的地位。初冬的夜晚，熟悉星空的人可以在仙女座内用肉眼找到它，一个模糊的斑点，是俗称仙女座大星云[2] 。
从1885年起，人们就在仙女座大星云里陆陆续续地发现了许多新星，从而推断出仙女座星云不是一团通常的、被动地反射光线的尘埃气体云，而一定是由许许多多恒星构成的系统，而且恒星的数目一定极大，这样才有可能在它们中间出现那么多的新星。假设这些新星最亮时候的亮度和在银河系中找到的其它新星的亮度是一样的，那么就可以大致推断出仙女座大星云离地球十分遥远，远远超出了已知的银河系的范围。但是由于用新星来测定的距离并不很可靠，因此也引起了争议。
1917年，美国天文学家里奇拍摄星云NGC6946时，在其中发现了一颗新星。后来美国天文学家柯蒂斯也有类似的发现。由于星云中的新星极其暗弱，他们猜测星云应该极其遥远，是银河系外的天体。
1924年，美国天文学家哈勃（E.Hubble，1889年－1953年）用当时世界最大的天文望远镜——威尔逊山天文台2.5米直径的望远镜观察仙女座星云，第一次发现星云其实是由许多恒星组成的，并利用其中的造父变星测定出仙女座星云位于70万光年之外。这远远超出了银河系范围，证明它是银河系之外的星系。此后，哈勃又测定出三角座星云和星云NGC6822也位于银河系之外。
1924年，哈勃用当时世界上最大的望远镜在仙女座大星云的边缘找到了被称为"量天尺"的造父变星，利用造父变星的光变周期和光度的对应关系才可以定出仙女座星云的准确距离，证明它确实是在银河系之外，也就是说像银河系一样，是一个巨大、独立的恒星集团。因此，仙女星云应改称为仙女星系。
第一个发现的河外星系是仙女座大星云（M31）。随着望远镜口径的增大，观测技术的进步，哈勃望远镜和各种航天探测器的上天，发现的河外星系也越来越多。时下，在观测所及的范围内可以观测到10亿个以上的星系。在这众多的河外星系中，只有极少数很亮的才有专门名字：有的以发现者的名字来命名，如大小麦哲伦云，有的以所在星座的名称来命名，如猎犬座星云等。绝大多数河外星系是以某个星云、星团表的号数来命名。