Các cuộc thăm dò vũ trụ sâu thẳm đã cho thấy các thiên hà thường phân bố ở những khoảng cách tương đối gần các thiên hà khác. Tương đối hiếm có các thiên hà đơn độc ít tương tác đáng kể với một thiên hà có khối lượng tương đương trong thời gian 5 tỷ năm đến nay. Chỉ khoảng 5% các thiên hà từng quan sát được nằm hoàn toàn cô lập; và ngay cả thế, những thiên hà này đã có thể tương tác và kết hợp với các thiên hà khác trong quá khứ, và hiện vẫn có thể có những thiên hà vệ tinh nhỏ hơn quay xung quanh chúng. Các thiên hà cô lập[note 2] có thể sản xuất các sao ở tốc độ cao hơn bình thường, vì khí của chúng không bị các thiên hà lân cận tước mất.[113]

Ở quy mô lớn nhất, Vũ trụ tiếp tục giãn nở, dẫn đến khoảng cách giữa các thiên hà tiếp tục gia tăng (xem Định luật Hubble). Sự gắn kết giữa các thiên hà có thể vượt qua sự giãn nở này ở quy mô cục bộ thông qua sức hút hấp dẫn lẫn nhau giữa chúng tạo ra nhóm các thiên hà. Nhóm thiên hà hình thành từ sớm trong Vũ trụ, khi các đám vật chất tối kéo các thiên hà tương ứng của chúng lại gần nhau. Các nhóm lân cận về sau hợp lại thành các đám quy mô lớn hơn. Quá trình hợp nhất hiện vẫn diễn ra này (cũng như dòng các khí chảy vào trong tâm hấp dẫn) làm nóng các khí liên thiên hà trong một đám thiên hà tới những nhiệt độ rất cao, đạt tới 30–100 triệu K.[114] Khoảng 70–80% khối lượng trong một đám thuộc về vật chất tối, với khoảng 10–30% chứa khí nhiệt độ cao này và vài phần trăm còn lại dưới dạng vật chất quan sát được trong thiên hà.[115]

Hầu hết các thiên hà trong vũ trụ liên kết hấp dẫn với các thiên hà khác. Chúng hình thành lên một thứ bậc cấu trúc đám kiểu fractal, với sự gắn kết nhỏ nhất gọi là các nhóm. Nhóm các thiên hà là loại loại phổ biến nhất trong đám thiên hà, và các cấu trúc này chứa đựng đa số các thiên hà (cũng như hầu hết khối lượng baryon) trong Vũ trụ.[116][117] Để duy trì sự gắn kết hấp dẫn cho một nhóm như thế, mỗi thiên hà thành viên phải có vận tốc đủ thấp để ngăn chúng thoát khỏi nhóm (xem Định lý Virial). Nhưng nếu không có đủ động năng, nhóm đó có thể tiến hóa thành một số lượng nhỏ hơn các thiên hà thông qua tiến trình hợp nhất thiên hà.[118]

Các cấu trúc lớn hơn có thể chứa hàng nghin thiên hà gói gọn trọng một khu vực lớn cỡ một vài triệu parsec được gọi là các đám. Các đám thiên hà thường có một thiên hà êlip khổng lồ đóng vai trò thống trị, gọi là thiên hà sáng nhất đám, thiên hà này sẽ dần dần bằng lực thủy triều hủy diệt các thiên hà vệ tinh và khối lượng của nó dần dần tăng lên.[119]

Ở quy mô lớn hơn nữa, các siêu đám thiên hà chứa hàng chục ngàn thiên hà, tụ lại trong các đám, nhóm hoặc đôi khi riêng lẻ. Ở cấp độ quy mô siêu đám, các thiên hà xếp vào những phiến và sợi bao quanh những khoảng chân không khổng lồ.[120] Cao hơn cấp độ này, Vũ trụ dường như hoàn toàn giống nhau ở mọi hướng (đẳng hướng và đồng nhất).[121]

Ngân Hà là một thành viên trong tập hợp gọi là Nhóm Địa phương, một nhóm thiên hà tương đối nhỏ có đường kính chỉ gần 1 megaparsec. Ngân Hà và thiên hà Andromeda là hai thiên hà sáng nhất trong nhóm; nhiều thành viên khác là những thiên hà lùn vây quanh hai thiên hà này.[122] Bản thân Nhóm Địa phương là một phần trong cấu trúc tựa như đám mây thuộc Siêu đám Virgo, một cấu trúc lớn mở rộng gồm các nhóm và đám thiên hà có trung tâm nằm ở Đám Virgo.[123] Và chính Siêu đám Virgo lại chỉ là một phần của Phức hợp Siêu đám Pisces-Cetus, một sợi thiên hà khổng lồ.