2000历元的天球坐标是赤经00^h42^m44.3^s，赤纬41°16′09″。视星等＝3.44。照片上呈现为倾角77.7°，长轴方位角约37.7°，分类为SbI-Ⅱ型星系。在《梅西耶星表》中的编号为M31，在星云星团新总表的编号为NGC224。习称仙女座大星云，现称仙女星系。1924年，E.P.哈勃在照片上证认出M31旋臂上的造父变星，并根据周光关系算出其距离，确定它是银河系以外的恒星系统。2005年测定的距离是778±33千秒差距（254±11万光年）。绝对星等＝ −21.5，大小为20千秒差距×44千秒差距，是本星系群中最亮和最大的一个星系。M31的总质量为=(1.1～1.5)×10¹²，其中中性氢（HⅠ）的质量占比约为2%，电离氢（HⅡ）的质量约为2×10⁷，分子氢H₂的质量只有3×10⁸。这表明M31中只有约2％的物质以气体氢的形式存在，而其原星系中的大部分气体都已形成恒星或被抛掉。

M31有一星状核。该核由两个距离0.49角秒（1.8秒差距）的成分P1和P2组成。P2与核球的光学中心重合，致密但非点源，可能含有一个质量约7×10⁷的黑洞。

M31的核球光度约占其目视总光度的30%，有效半长轴＝17.5角秒(3.8千秒差距），其半短轴与半长轴的比值，也就是视扁率为＝0.6，外围等强线呈盒形。核球内的速度弥散=146±6千米/秒。紫外观测给出其产星率约为1×10⁻⁴/年。发射线观测给出离核心400秒差距内的电离气体总量为10⁵，高的金属丰度表明这些气体是演化晚期的恒星抛出的。

M31盘的光度呈指数分布，最外部分存在卷曲。外盘星族比内盘年轻（颜色较蓝）。两条细长的紧卷旋臂形态相当复杂，可能受到附近M32潮汐力的破坏。M31盘内已观测到的疏散星团约有400个，大多处于旋臂内，主要集中在距中心10千秒差距到17千秒差距的宽阔环带里。颜色–星等图显示，M31中明亮的年老红星团远多于年轻蓝星团，这意味着这个星系中恒星和星团的形成率一开始非常高然后迅速下降。M31中的HII区约有700个，辐射总流量约700万倍太阳光度，意味着其恒星形成率约为0.35/年。最大HⅡ区的直径为660秒差距。射电观测显示，M31中HⅠ气体的大尺度分布与OB星协符合得很好，H₂的质量比HⅠ小一个量级，以低温巨分子云的形式存在。ISO远红外观测显示，M31尘埃的总质量为3.7×10⁷，约一半处于10千秒差距的宽阔环带里。

恒星计数径向分布的研究表明，M31晕的面亮度在中心距为66千秒差距（沿短轴测量）处降到≈30等/平方角秒，在0.2～20千秒差距之间遵从律；外晕恒星密度，远陡于球状星团径向分布。颜色-星等图显示，M31内晕中恒星的金属丰度高于球状星团，意味着这些星团形成在多数晕星之先。M31视向速度在15千秒差距至30千秒差距之间保持常数，表明该区域内的质量随距离线性增加，且外区质光比大于200。这些暗物质的本性还不清楚。

M31中估计有460多个球状星团，在6～22千秒差距之间,其投影面密度正比于。其中视向速度已知者有181个。金属丰度高的球状星团相对于盘圆周运动的偏离远低于贫金属球状星团。M31球状星团的平均光度＝ −7.51±0.15，高斯弥散≈1.42等。根据历史记录，M31中只观测到1颗超新星S And(SN1885A)，距离核心只有16角秒，因为核球属星族Ⅱ，可推断该超新星属Ia型。由禁线比[SII]/H所发现的超新星遗迹为数也不多（52个），所以M31中恒星的形成率应该很低。M31中已发现的新星总数超过300，形成率为每年29±4个，行星状星云总数估计为8000±1500，形成速率为每年0.3个。

仙女座星系（M31）