Thiên hà Tiên Nữ đang tiến đến Mặt Trời với vận tốc khoảng 300 km/s (186 dặm/s), do đó đây là một trong số ít các thiên hà có dịch chuyển xanh. Khi tính đến chuyển động của hệ Mặt Trời trong dải Ngân Hà, người ta thấy rằng thiên hà Tiên Nữ và dải Ngân Hà đang tiến về nhau với vận tốc khoảng 100 đến 140 km/s (62-87 dặm/s)[18]. Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là M31 chắc chắn sẽ va chạm với dải Ngân Hà, vì các nhà khoa học vẫn chưa đo được vận tốc tiếp tuyến của thiên hà này. Nếu cả hai thiên hà đang trên đường va chạm với nhau, thì sự kiện này được dự đoán là sẽ diễn ra sau khoảng 3 tỉ năm nữa. Trong trường hợp đó thì 2 thiên hà rất có thể sẽ hợp thành một thiên hà elip khổng lồ[19], được một số nhà khoa học đặt tên là Milkomeda. Những sự kiện như thế này rất thường xảy ra trong các nhóm thiên hà.

Khoảng cách đến M31 được nhân đôi sau khi Walter Baade khám phá ra một loại sao biến quang Cepheid khác, mờ hơn bình thường vào năm 1953. Vào thập niên 1990, các dữ liệu của vệ tinh Hipparcos được dùng để xác định khoảng cách của các Cepheid. Các giá trị được chỉnh sửa cho thấy Andromeda cách chúng ta 2,9 triệu năm ánh sáng. Không may là tất cả các Cepheid đều nằm xa hơn khoảng cách mà Hipparcos có thể đo một cách chính xác, do đó dữ liệu về các Cepheid của Hipparcos chưa có đủ độ tin cậy cần thiết.

Khoảng cách ước tính gần đây

Đã có ít nhất 4 phương pháp khác nhau được dùng để xác định khoảng cách đến M31.

Năm 2003, thông qua các dữ liệu về dao động ánh sáng hồng ngoại bề mặt (infrared surface brightness fluctuations (I-SBF)) và điều chỉnh cho phù hợp với các dữ liệu mới năm 2001 về mối quan hệ chu kì-độ sáng các sao biến quang của Freedman và một số nhà khoa học khác, cùng với việc hiệu chỉnh -0,2 độ kim loại (O/H), cho ra một khoảng cách 2,57 ± 0,06 triệu năm ánh sáng (787 ± 18 kpc).

Sau đó, vào năm 2004, bằng phương pháp đo các sao biến quang Cepheid, người ta đo được một khoảng cách bằng 2,51 ± 0,13 triệu năm ánh sáng (770 ± 40 kpc)[2][3].

Năm 2005, một nhóm các nhà khoa học gồm có Ignasi Ribas (CSIC, IEEC) và các cộng sự tuyên bố phát hiện một sao đôi che nhau trong thiên hà Andromeda. Sao đôi này được đặt tên là M31VJ00443799+4129236[c], bao gồm 2 ngôi sao sáng màu xanh thuộc loại O và B. Bằng cách nghiên cứu sự giao nhau của 2 ngôi sao, xảy ra mỗi 3,54969 ngày, các nhà thiên văn đã có thể đo được kích thước của chúng. Khi đã biết được kích thước và nhiệt độ của 2 ngôi sao, thì cấp sao tuyệt đối của chúng cũng được xác định. Và khi biết được cấp sao tuyệt đối và cấp sao biểu kiến, thì việc xác định khoảng cách chỉ còn là vấn đề thời gian. Khoảng cách từ hai ngôi sao này đến dải Ngân Hà là khoảng 2,52 ± 0,14 triệu năm ánh sáng (770 ± 40 kpc) và toàn bộ thiên hà Andromeda cách khoảng 2,5 triệu năm ánh sáng[4]. Con số này rất gần với khoảng cách đo được bằng phương pháp đo các sao biến quang Cepheid trước đó.

Do thiên hà Andromeda cách chúng ta khá gần, nên các nhà khoa học cũng có thể sử dụng phương pháp "Tip of the Red Giant Branch" (TRGB) để dự đoán khoảng cách. Khoảng cách của M31 đo được bằng phương pháp này năm 2005 là 2,56 ± 0,08 triệu năm ánh sáng (785 ± 25 kpc)[5].

Khi tính trung bình tất cả các khoảng cách đó, ta có được con số 2,54 ± 0,06 triệu năm ánh sáng (778 ± 17 kpc)[a].

Dựa vào khoảng cách trên, đường kính của M31 tại điểm rộng nhất là khoảng 141 ± 3 ngàn năm ánh sáng[d].