造父變星的周光關系（天文學家亨麗埃塔·萊維特（Henrietta Swan Leavitt）于1908年發(fā)現(xiàn)造父變星周光關系）及其很高的光度，使得它在遙遠的距離處仍能被觀測到，可以作為“標準燭光”來確定其所在星系的距離。

埃德溫·哈勃與米爾頓·赫馬森（Milton L.Humason）一起利用造父變星的周光關系測定了一些旋渦星云的距離，證實它們是幾百萬光年之外的天體——比預想的距離遠得多，因此證明了它們確實是星系，也意味著銀河系只是散布在宇宙中的無數(shù)星系的一員。哈勃于1925年1月1日公布了他的發(fā)現(xiàn)，為如火如荼的大辯論又添了把火，影響了最后的結論，最終徹底改變了我們的宇宙觀。

在做出建立宇宙尺度和確認銀河系真實身份的重要觀測后，哈勃試圖根據(jù)形狀來為星系分類，他想知道星系的不同樣貌是否有物理意義。在他1936年出版的《星云世界》（“星系”一詞在20世紀30年代后才逐漸流行起來）一書中，哈勃建立了今天被稱為“哈勃序列”或“哈勃音叉”的星系分類法，因為分類圖的形狀很像一把音叉。哈勃的分類系統(tǒng)粗略得令人詫異。盡管這樣的分類今天看來太過簡單，但其基本的思想仍被傳承下來。雖然哈勃分類僅僅依據(jù)星系的光學形態(tài)，但這種分類也與一些感興趣的物理參數(shù)聯(lián)系起來，例如恒星成分、氣體含量和環(huán)境等。哈勃星系分類系統(tǒng)后來被天文學家格拉德·德沃古勒（Gérard de Vaucouleurs）和辛尼·范登伯格（Sidney Van den Bergh）進行了擴展，是現(xiàn)在最常用的星系分類系統(tǒng)。

直到20世紀50年代中期，天文學家都一直忽視這些奇形怪狀的星系，但自那以后，天文學家發(fā)現(xiàn)它們恰恰是揭開星系演化之謎的關鍵所在。

哈勃音叉圖顯示的星系形狀（或稱為“形態(tài)”），大致分為兩部分：橢圓星系和旋渦星系。哈勃根據(jù)橢圓星系的視覺形狀將其分為從0到7的8個等級——E0型橢圓星系看起來基本呈圓形，而E7型橢圓星系則明顯拉長。橢圓星系沒有或幾乎沒有任何結構，通常都為老年恒星，幾乎不含氣體和塵埃，因此也不再形成新的恒星。

根據(jù)旋渦星系旋臂纏繞的松緊程度及其中央核球所占比例，哈勃將旋渦星系細分為Sa到Sc的不同子類。Sa型旋渦星系有明亮的核球，旋臂纏繞非常緊致，而Sc型旋渦星系的旋臂纏繞則松得多，其中央核球所占比例也更小。旋渦星系的中央核球通常由老年恒星構成，與橢圓星系類似。包圍中央核球的是很薄的星系盤，明亮的旋臂標志著旋渦結構。每一種類型的旋渦星系都可依據(jù)其中心是否有棒狀結構再分為棒旋星系和普通旋渦星系。棒旋星系的中心有一條穿過中央核球的恒星棒。其旋臂通常始于棒的兩端，不像正常旋渦星系那樣是始于中央核球的。用字母B來表示棒旋星系，例如SBc型星系就是旋臂纏繞松散的有棒狀結構的旋渦星系。

哈勃發(fā)現(xiàn)有些星系很難被納入到他整潔的音叉圖中，這些星系包括形態(tài)古怪的不規(guī)則星系、特別小的矮星系以及在一些星系團中心發(fā)現(xiàn)的巨橢圓星系。直到20世紀50年代中期前，天文學家都一直忽視這些古怪星系的存在，但自那以后，人們認識到它們是理解星系演化的關鍵。