在仙后座以南、英仙座与飞马座之间就是仙女座。它离仙王座也很近，是6个“王族星座”之一。仙女座的α星和飞马座中的3颗亮星，构成了秋夜经常高挂在天空的“飞马-仙女大方框”，这个大方框是秋季上半夜空中极为显著的星座标志。位于仙女头部的α星是仙女座的主星。这颗2等星的东北方向依次有1颗3等星和两颗2等星。这4颗星排成一列，间隔差不多，构成了仙女座的主干。其中的γ星是1颗著名的三合星，它的主星呈橙黄色，另两颗伴星呈青绿色和橙色。每年11月20日前后，以这颗γ星为辐射点，出现仙女座的流星雨。
仙女座有不少星云、星团，其中以仙女座大星云M31最为著名。在没有月亮的晴朗夜晚，我们可以看到它那青白色云雾状的身影。在20世纪20年代，美国著名天文学家哈勃证实M31是一个庞大的河外星系，距离我们约200万光年。虽然仙女座大星云离我们这样遥远，但相比之下，它仍是距离我们较近的河外星系之一。
冬季的夜晚当我们仰望飞马座时，在其东北侧可以看到几颗亮星排成一列，它们属仙女座。飞马座四边形东北角的那颗亮星是仙女座α，仙女座所占天区面积722.3平方度，位于赤经：22时56分～2时36分，赤纬：21.40°～52.9°。每年11月27日20时上中天。仙女座中6等以上的恒星有106颗，其中2等星3颗（α、β、γ），3等星1颗（δ），4等星11颗。
仙女座的拉丁语名Andromeda（简写为And），是一个少女的名字。传说，在古代统治埃塞俄比亚地方的国王叫刻甫斯，他和王后卡西俄庇娅有一个女儿叫安德洛美达，公主长大后生得千娇百媚，美貌动人。王后是个爱虚荣的人，逢人便夸耀自己的女儿如何美丽非凡，甚至比海洋中的女神们都要美丽。这话惹怒了海神波塞冬，他便派海怪去埃塞俄比亚的海岸袭击那里的渔夫，并兴风作浪，掀起巨大的波涛淹没了王国。当国王正为国家遭受这场莫明之灾而一筹莫展之际，神启示国王：为了惩罚王后的狂妄，必须把公主贡献给海神才能平息这场灾祸。国王为了保护他的王国和拯救民众，万般无奈，只好把自己心爱的女儿用锁链锁在海边的岩石上作祭品供海怪吞食。正在这悲剧即将发生之际，恰巧希腊英雄帕修斯杀了妖精美杜莎，骑着飞马佩加索斯从埃塞俄比亚上空经过，他岂容这等悲惨的事发生，便降落在海岸上，只见海怪化身大鲸鱼，张开大口发出可怕的呼啸声，正向安德洛美达身边游去，帕修斯取出美杜莎的头，向海怪走去。美杜莎的头有种魔力，谁看它一眼谁就会变成石头。海怪哪知利害，顷刻间便化作一块巨石，耸立在海岸边。这个英雄救美女的故事以帕修斯和安德洛美达结为夫妇美满结束。故事中的主人公后来分别被安放到天上，分别成为仙王座、仙后座、仙女座、鲸鱼座和英仙座一仙女座α星中名壁宿二，西方称为“阿尔弗拉兹”，意思是“连在一起的人头”，在星座图形上，这颗星恰在仙女安德洛美达的头部。它是颗2等的白色亚巨星（B9Ⅳ），距离100光年，绝对星等为-0.7等，光度为太阳光度的150倍。仙女座β星中名奎宿九，西方称为“米拉克”（Mirach），意思是“带子”。它是颗2等的红色巨星（MOⅢ），距离为84光年，绝对星等为0等，为太阳光度的78倍。仙女座γ星中名天大将军一，西方称它为“阿尔玛克”（Almach），意思是“鞋”。它是颗有名的双星，两子星角距离9″。8，其中子星γ1是2.2等的红色巨星（K3Ⅲ），另一子星为5.5等蓝色矮星（B8V）。γ2本身又是一密近双星，角距离只有0″。8。仙女座δ星视星等为3.27等，是颗红巨星（田Ⅲ），距离为160光年，绝对星等为-0.2等。它有一个视星等为12等的暗伴星，为一红矮星，角距28″。7。
仙女座中最著名的天体要算是仙女座星系，它过去被称为仙女座大星云。在梅西耶星团星云表上排序第31号，故又称M31星系（NGC224）。它位于仙女座γ星（奎宿七）以西约1°的地方，在晴朗无月的夜晚用肉眼就可看到它像一小片白色云雾。M31是北半球唯一用肉眼可以看到的河外星系。
人类确认M31是在银河系之外的星系经历了一番曲折的过程。回顾历史，这个大星云是1612年德国天文学家马里乌斯首先发现的。在1755年，德国哲学家康德提出一种看法，认为在广大无边的宇宙中存在有数量无限的世界。和星系，他把宇宙比喻为海洋，把星系形象地比喻为“宇宙岛”，并认为一些星云可能就是遥远的“宇宙岛”。1781年英国天文学家威廉·赫歇耳观测了一些星云，结果发现在他的望远镜里一些五星的星云常被分解为一群暗星，他于是断言他的望远镜所不能分解的星云在更大的望远镜里也会被分解的。他认为康德的宇宙岛的见解是正确的（后来知道，赫歇耳观测的星云大多数是球状星团和疏散星团，并不是河外星系而是银河系内的天体。）由于赫歇耳在天文界的威望，人们接受了宇宙岛即河外星系的观念。不久赫歇耳在继续观测星云的过程中发现了1个天体，中间有1颗星，周围是云（NGC1514），他称为行星状星云。接着他又发现有些弥漫星云，像猎户座大星云，是不可分解的，因此他改变了从前的观点，转而否定河外星系的存在。
1845年，英国一位业余天文爱好者威廉·帕森斯（罗斯伯爵）制成1具口径180厘米的反射望远镜，用这具望远镜观测，他将许多赫歇耳未能分解的星云分解为星，并发现猎犬座M51星云具有旋涡结构。河外星系是否存在的问题又一次引起人们的关注，但仅靠目视观测还不能解决星云的物理性质。
1864年英国天文学家哈根斯开始用光谱分析的方法观测星云。他说：“我于1864年8月29日的夜晚将望远镜第一次瞄准天龙座内的行星状星云，我从分光镜观测，出乎我的意料之外，并没有看见光谱！只有一条明线，过了一会真正的解释闪过我的脑海，星云只发单色光。”后来他又陆续观测到许多星云均呈现出明线光谱。最后他宣布揭开了星云之谜：“它们不是一群恒星而是一团发光的气体。”虽然他也观测到有些星云如M31的光谱类似恒星光谱，但他未予重视而坚持一切星云都是气体的观点。所以直到19吐纪末许多天文学家都未意识到河外星系的存在而认为银河系便是整个宇宙。
1885年在仙女座大星云核心出现一颗“新星”，这对星云是，由恒星构成的见解提供一个证据，但当时人们提出一种看法，认为这颗新星的发亮是由于它和气体相撞击而发亮，就像一颗流星体闯入地球大气而发光一样。仍把M31看做是一团气体。
照相术用于天文观测之后，发现了很多星云的细节。1888年英国天文家罗们茨拍摄到仙女座大星云具有旋涡结构，人们把这类星云称为旋涡星云。1899年拍摄出M31的光谱，发现其光谱里出现了像太阳光谱里那样的暗线，因此人们猜想M31可能是遥远的像银河系那样的恒星系统。但到1912年人们又发现反射星云也呈现出恒星光谱那样的吸收线光谱。总之，无沦是用大望远镜分析还是光谱分析都不能决定性地判定星云是河外的还是河内的。能被分解为恒星的星云可能是星团，其光谱和恒星光谱类似的不一定是河外星系，可能是反射星云。只有测定出银河系的大小和旋涡星云的距离才能真正解决河外星系是否存在的问题。如果旋涡星云的距离小于银河系的直径，星云是河内天体，反之，则是河外天体。
1918年美国天文学家沙普利把球状星团当作银河系的边界，利用球状星团中的造父变星的周光关系，测定出球状星团的距离，从而得出银河系的直径为26万光年。（由于未考虑星际消光，这个数字被夸大了）。在他之前人们测定一些旋涡星云的距离或者方法失当，或者测量不精确，普遍被缩小了。都小于他所测定的银河系的直径。因此沙普利反对河外星系的见解。另一方面，美国天文学家柯蒂斯等陆续在一些旋涡星云中找到了不少新星。他假定这些新星亮度极大时的绝对星等和银河系中的新星一样，比较它们的视星等就可定出旋涡星云的距离，结果表明，它们是很遥远的，远远超出银河系的范围。因此他断定这些旋涡星云是河外星系。1920年4月沙普利和柯蒂斯在华盛顿举行一次科学辩论，在当时，双方的论据都不够充分，结果各抒己见没有得出最终的正确结论。
1923年美国天文学家哈勃用当时世界上最大的望远镜照相观测将仙女座大星云外围部分分解为单个的恒星，并从中证认出几颗造父变星。于是他利用造父变星的周光关系，推算出仙女座星云的距离约为50万光年（由于他采用的周光关系零点不精确，这个距离数据比实际的距离数据要小得多），远远大于沙普利所估计的银河系的直径，后来在其他星云中也发现了一些造父变星，据它们测定出那些星云的距离更为遥远。1924年哈勃宣布了这一发现，最后确认了仙女座大星云的河外地位。
根据现在的测定，仙女座大星云距离为220万光年，线直径为17万光年。1914年庇斯测出了它的自转。1949年由美国天文学家巴布柯克等人的研究确定它的质量约为4×1011太阳质量。