在仙後座以南、英仙座與飛馬座之間就是仙女座。它離仙王座也很近，是6個“王族星座”之壹。仙女座的α星和飛馬座中的3顆亮星，構成了秋夜經常高掛在天空的“飛馬-仙女大方框”，這個大方框是秋季上半夜空中極為顯著的星座標誌。位於仙女頭部的α星是仙女座的主星。這顆2等星的東北方向依次有1顆3等星和兩顆2等星。這4顆星排成壹列，間隔差不多，構成了仙女座的主幹。其中的γ星是1顆著名的三合星，它的主星呈橙黃色，另兩顆伴星呈青綠色和橙色。每年11月20日前後，以這顆γ星為輻射點，出現仙女座的流星雨。
仙女座有不少星雲、星團，其中以仙女座大星雲M31最為著名。在沒有月亮的晴朗夜晚，我們可以看到它那青白色雲霧狀的身影。在20世紀20年代，美國著名天文學家哈勃證實M31是壹個龐大的河外星系，距離我們約200萬光年。雖然仙女座大星雲離我們這樣遙遠，但相比之下，它仍是距離我們較近的河外星系之壹。
冬季的夜晚當我們仰望飛馬座時，在其東北側可以看到幾顆亮星排成壹列，它們屬仙女座。飛馬座四邊形東北角的那顆亮星是仙女座α，仙女座所占天區面積7223平方度，位於赤經：22時56分～2時36分，赤緯：2140°～529°。每年11月27日20時上中天。仙女座中6等以上的恒星有106顆，其中2等星3顆(α、β、γ)，3等星1顆(δ)，4等星11顆。
仙女座的拉丁語名Andromeda(簡寫為And)，是壹個少女的名字。傳說，在古代統治埃塞俄比亞地方的國王叫刻甫斯，他和王後卡西俄庇婭有壹個女兒叫安德洛美達，公主長大後生得千嬌百媚，美貌動人。王後是個愛虛榮的人，逢人便誇耀自己的女兒如何美麗非凡，甚至比海洋中的女神們都要美麗。這話惹怒了海神波塞冬，他便派海怪去埃塞俄比亞的海岸襲擊那裏的漁夫，並興風作浪，掀起巨大的波濤淹沒了王國。當國王正為國家遭受這場莫明之災而壹籌莫展之際，神啟示國王：為了懲罰王後的狂妄，必須把公主貢獻給海神才能平息這場災禍。國王為了保護他的王國和拯救民眾，萬般無奈，只好把自己心愛的女兒用鎖鏈鎖在海邊的巖石上作祭品供海怪吞食。正在這悲劇即將發生之際，恰巧希臘英雄帕修斯殺了妖精美杜莎，騎著飛馬佩加索斯從埃塞俄比亞上空經過，他豈容這等悲慘的事發生，便降落在海岸上，只見海怪化身大鯨魚，張開大口發出可怕的呼嘯聲，正向安德洛美達身邊遊去，帕修斯取出美杜莎的頭，向海怪走去。美杜莎的頭有種魔力，誰看它壹眼誰就會變成石頭。海怪哪知利害，頃刻間便化作壹塊巨石，聳立在海岸邊。這個英雄救美女的故事以帕修斯和安德洛美達結為夫婦美滿結束。故事中的主人公後來分別被安放到天上，分別成為仙王座、仙後座、仙女座、鯨魚座和英仙座壹
仙女座α星中名壁宿二，西方稱為“阿爾弗拉茲”，意思是“連在壹起的人頭”，在星座圖形上，這顆星恰在仙女安德洛美達的頭部。它是顆2等的白色亞巨星(B9Ⅳ)，距離100光年，絕對星等為-07等，光度為太陽光度的150倍。仙女座β星中名奎宿九，西方稱為“米拉克”(Mirach)，意思是“帶子”。它是顆2等的紅色巨星(MOⅢ)，距離為84光年，絕對星等為0等，為太陽光度的78倍。仙女座γ星中名天大將軍壹，西方稱它為“阿爾瑪克”(Almach)，意思是“鞋”。它是顆有名的雙星，兩子星角距離9″8，其中子星γ1是22等的紅色巨星(K3Ⅲ)，另壹子星為55等藍色矮星(B8V)。γ2本身又是壹密近雙星，角距離只有0″8。仙女座δ星視星等為327等，是顆紅巨星(田Ⅲ)，距離為160光年，絕對星等為-02等。它有壹個視星等為12等的暗伴星，為壹紅矮星，角距28″7。
仙女座中最著名的天體要算是仙女座星系，它過去被稱為仙女座大星雲。在梅西耶星團星雲表上排序第31號，故又稱M31星系(NGC224)。它位於仙女座γ星(奎宿七)以西約1°的地方，在晴朗無月的夜晚用肉眼就可看到它像壹小片白色雲霧。M31是北半球唯壹用肉眼可以看到的河外星系。
人類確認M31是在銀河系之外的星系經歷了壹番曲折的過程。回顧歷史，這個大星雲是1612年德國天文學家馬裏烏斯首先發現的。在1755年，德國哲學家康德提出壹種看法，認為在廣大無邊的宇宙中存在有數量無限的世界。和星系，他把宇宙比喻為海洋，把星系形象地比喻為“宇宙島”，並認為壹些星雲可能就是遙遠的“宇宙島”。1781年英國天文學家威廉·赫歇耳觀測了壹些星雲，結果發現在他的望遠鏡裏壹些五星的星雲常被分解為壹群暗星，他於是斷言他的望遠鏡所不能分解的星雲在更大的望遠鏡裏也會被分解的。他認為康德的宇宙島的見解是正確的(後來知道，赫歇耳觀測的星雲大多數是球狀星團和疏散星團，並不是河外星系而是銀河系內的天體。)由於赫歇耳在天文界的威望，人們接受了宇宙島即河外星系的觀念。不久赫歇耳在繼續觀測星雲的過程中發現了1個天體，中間有1顆星，周圍是雲(NGC1514)，他稱為行星狀星雲。接著他又發現有些彌漫星雲，像獵戶座大星雲，是不可分解的，因此他改變了從前的觀點，轉而否定河外星系的存在。
1845年，英國壹位業余天文愛好者威廉·帕森斯(羅斯伯爵)制成1具口徑180厘米的反射望遠鏡，用這具望遠鏡觀測，他將許多赫歇耳未能分解的星雲分解為星，並發現獵犬座M51星雲具有旋渦結構。河外星系是否存在的問題又壹次引起人們的關註，但僅靠目視觀測還不能解決星雲的物理性質。
1864年英國天文學家哈根斯開始用光譜分析的方法觀測星雲。他說：“我於1864年8月29日的夜晚將望遠鏡第壹次瞄準天龍座內的行星狀星雲，我從分光鏡觀測，出乎我的意料之外，並沒有看見光譜!只有壹條明線，過了壹會真正的解釋閃過我的腦海，星雲只發單色光。”後來他又陸續觀測到許多星雲均呈現出明線光譜。最後他宣布揭開了星雲之謎：“它們不是壹群恒星而是壹團發光的氣體。”雖然他也觀測到有些星雲如M31的光譜類似恒星光譜，但他未予重視而堅持壹切星雲都是氣體的觀點。所以直到19吐紀末許多天文學家都未意識到河外星系的存在而認為銀河系便是整個宇宙。
1885年在仙女座大星雲核心出現壹顆“新星”，這對星雲是，由恒星構成的見解提供壹個證據，但當時人們提出壹種看法，認為這顆新星的發亮是由於它和氣體相撞擊而發亮，就像壹顆流星體闖入地球大氣而發光壹樣。仍把M31看做是壹團氣體。
照相術用於天文觀測之後，發現了很多星雲的細節。1888年英國天文家羅們茨拍攝到仙女座大星雲具有旋渦結構，人們把這類星雲稱為旋渦星雲。1899年拍攝出M31的光譜，發現其光譜裏出現了像太陽光譜裏那樣的暗線，因此人們猜想M31可能是遙遠的像銀河系那樣的恒星系統。但到1912年人們又發現反射星雲也呈現出恒星光譜那樣的吸收線光譜。總之，無淪是用大望遠鏡分析還是光譜分析都不能決定性地判定星雲是河外的還是河內的。能被分解為恒星的星雲可能是星團，其光譜和恒星光譜類似的不壹定是河外星系，可能是反射星雲。只有測定出銀河系的大小和旋渦星雲的距離才能真正解決河外星系是否存在的問題。如果旋渦星雲的距離小於銀河系的直徑，星雲是河內天體，反之，則是河外天體。
1918年美國天文學家沙普利把球狀星團當作銀河系的邊界，利用球狀星團中的造父變星的周光關系，測定出球狀星團的距離，從而得出銀河系的直徑為26萬光年。(由於未考慮星際消光，這個數字被誇大了)。在他之前人們測定壹些旋渦星雲的距離或者方法失當，或者測量不精確，普遍被縮小了。都小於他所測定的銀河系的直徑。因此沙普利反對河外星系的見解。另壹方面，美國天文學家柯蒂斯等陸續在壹些旋渦星雲中找到了不少新星。他假定這些新星亮度極大時的絕對星等和銀河系中的新星壹樣，比較它們的視星等就可定出旋渦星雲的距離，結果表明，它們是很遙遠的，遠遠超出銀河系的範圍。因此他斷定這些旋渦星雲是河外星系。1920年4月沙普利和柯蒂斯在華盛頓舉行壹次科學辯論，在當時，雙方的論據都不夠充分，結果各抒己見沒有得出最終的正確結論。
1923年美國天文學家哈勃用當時世界上最大的望遠鏡照相觀測將仙女座大星雲外圍部分分解為單個的恒星，並從中證認出幾顆造父變星。於是他利用造父變星的周光關系，推算出仙女座星雲的距離約為50萬光年(由於他采用的周光關系零點不精確，這個距離數據比實際的距離數據要小得多)，遠遠大於沙普利所估計的銀河系的直徑，後來在其他星雲中也發現了壹些造父變星，據它們測定出那些星雲的距離更為遙遠。1924年哈勃宣布了這壹發現，最後確認了仙女座大星雲的河外地位。
根據現在的測定，仙女座大星雲距離為220萬光年，線直徑為17萬光年。1914年庇斯測出了它的自轉。1949年由美國天文學家巴布柯克等人的研究確定它的質量約為4×10^11太陽質量。