ปัญหาเกี่ยวกับการกำเนิดของกาแล็กซี เป็นปัญหาที่สำคัญปัญหาหนึ่งในทางดาราศาสตร์ การสังเกตการณ์จากกล้องฮับเบิลและเครื่องมืออื่นๆ แสดงให้เห็นว่า กาแล็กซีนั้นน่าจะก่อตัวขึ้นตั้งแต่ในช่วงเวลาประมาณหนึ่งพันล้านปีหลังจากการระเบิดครั้งใหญ่ (Big Bang) ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 10 ถึง 15 พันล้านปีมาแล้ว แต่กาแล็กซีก่อตัวขึ้นมาได้อย่างไร  ทฤษฎีที่มีความน่าเชื่อถือทฤษฎีหนึ่งอธิบายไว้ว่า ในช่วงหลังจากการเกิดการระเบิดครั้งใหญ่ สสารจะกระจัดกระจายอยู่ทั่วไปในเอกภพ สสารนี้ไม่ได้สม่ำเสมอเป็นเนื้อเดียวกัน ในบางบริเวณก็มีปริมาณมาก ทำให้มีแรงโน้มถ่วงดึงดูดสสารให้เข้าไปอยู่รวมกันในบริเวณเหล่านี้มาก

ขึ้นเป็นกลุ่มสสารที่มีแรงโน้มถ่วงภายใน เป็น Protogalaxy ในช่วงนี้ก๊าซต่างๆจะเกิดการสูญเสียพลังงานเนื่องจากการชนกันของอะตอม ทำให้ตกลงสู่ใจกลางของ Protogalaxy ส่วนสสารมืด (Dark Matter) จะไม่เกิดปฏิกิริยาใดๆและยังคงอยู่ที่ส่วนนอกหรือ Halo ของ Protogalaxy ที่บริเวณใจกลางของ Protogalaxy จะมีความหนาแน่นสูงขึ้นเรื่อยๆ ก๊าซต่างๆจะเริ่มหมุนวนรอบจุดศูนย์กลาง และดาวดวงแรกก็จะเกิดขึ้นมาภายใต้ความร้อนและความกดดัน เมื่อเวลาผ่านไป ดาวจะเกิดขึ้นใหม่และตายลงอย่างต่อเนื่อง ทำให้กาแล็กซีเต็มไปด้วยดวงดาวต่าง ๆ มากมาย

การจำลองแบบด้วยคอมพิวเตอร์แสดงการก่อตัวของกาแล็กซี ตั้งแต่ช่วงหลังการเกิดระเบิดครั้งใหญ่การ ก่อตัวของกาแล็กซี

กาแล็กซีที่ปรากกฎให้เห็นนั้น มีทั้งกาแล็กซีทรงรี กาแล็กซีกังหัน และกาแล็กซีแบบไม่มีรูปร่าง กาแล็กซีเหล่านี้มีรูปร่างที่แตกต่างกันเนื่องจากความเร็วในการก่อตัวที่แตกต่างกัน ถ้าการก่อตัวของกาแล็กซีและดาวภายในกาแล็กซีเกิดขึ้นอย่างช้าๆ กาแล็กซีที่เกิดจะเป็นกาแล็กซีกังหัน แต่ถ้าการก่อตัวเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว กาแล็กซีจะมีดาวและสสารต่างๆกระจายอยู่อย่างสม่ำเสมอ และมีรูปร่างเป็นทรงรี

อย่างไรก็ดี กาแล็กซีก็มีการเปลี่ยนแปลงได้เช่นกัน โดยเกิดจากการรวมกันของกาแล็กซี ซึ่งขึ้นได้ตลอดเวลา ทำให้เกิดกาแล็กซีที่มีขนาดใหญ่ขึ้น นอกจากนี้ การชนกันของกาแล็กซีกังหันยังทำให้เกิดกาแล็กซีทรงรีที่มีขนาดใหญ่ขึ้น  กาแล็กซีทางช้างเผือกและกาแล็กซีแอนโดรเมดา (M31) เป็นตัวอย่างหนึ่งที่เห็นได้ชัดว่ามีการรวมกันของกาแล็กซีเกิดขึ้น เนื่องจาก M31 เป็นกาแล็กซีที่มีแก่นกลางสองแก่น ส่วนกาแล็กซีทางช้างเผือกก็มีกาแล็กซีทรงรีแคระ SagDEG (Sagittarius Dwarf Elliptical Galaxy) วนรอบอยู่ในแนวตั้งฉากกับระนาบกาแล็กซี มีการถ่ายเทมวลสารจากกาแล็กซีแคระเข้าสู่ระนาบของกาแล็กซีทางช้างเผือก

ภาพถ่ายกาแล็กซี M31 (Andromeda Galaxy) และแกนกลางของกาแล็กซี M31

นอกจากนี้ยังพบว่า ทั้งกาแล็กซีทางช้างเผือก และ M31 ต่างก็กำลังเคลื่อนที่เข้าหากันด้วยความเร็วสูง ซึ่งเมื่อเคลื่อนเข้าหากันจะเกิดการถ่ายเทมวลสาร ทั้งก๊าซ ฝุ่น และดาวต่างๆจะหลุดออกมาจากกาแล็กซี หลังจากนั้น กาแล็กซีทั้งสองก็จะเคลื่อนที่ผ่านเข้ามาหากันใหม่ จนรวมกันในที่สุด สสารต่างๆที่หลุดออกมาจะทำให้กาแล็กซีที่รวมกันใหม่นี้กลายเป็นกาแล็กซีทรงรีขนาดใหญ่ และจะมีบางส่วนที่กลายเป็นกระจุกดาวทรงกลม หรือกาแล็กซีแคระที่อยู่ในส่วนของ Halo ของกาแล็กซียักษ์ ระหว่างที่เกิดการชนกันของกาแล็กซีนี้ ดาวในกาแล็กซีจะยังคงอยู่เหมือนเดิม เนื่องจากเมื่อเทียบกับขนาดของกาแล็กซีแล้วจะมีขนาดเล็กมาก

การจำลองแบบด้วยคอมพิวเตอร์แสดงการรวมกันของกาแล็กซีกังหัน ทำให้เกิดกาแล็กซีทรงรีที่มีขนาดใหญ่ขึ้น