银河系有两个最大的卫星星系，分别是麦哲伦星云和小麦哲伦星云，两个星系的质量约为银河系的2%。 周围还有大犬座矮星系、人马座矮椭圆星系等矮星系。
麦哲伦星云
大麦哲伦云和他的邻居与亲戚小麦哲伦云，在南半球是很显眼的一对天体，肉眼看似银河被分离的两个片段，在天空中大约相隔了21度，实际的距离则大约是75,000光年。直到1994年发现人马座矮椭球星系之前，她们是最靠近我们的星系。
观测及理论的证据指出，大小麦哲伦都在环绕银河的轨道上，因为潮汐力的交互作用有很大的变形。中性氢的喷流连接着银河与彼此之间，而且两者都像遭到破坏的棒旋星系[4]。不管怎样，她们的重力也影响到我们银河的部分盘面。(Chaisson和麦克米伦)
麦哲伦云的径向速度和自行已经由哈佛大学的史密松宁天文物理部门制造的立体速度测量仪，从哈伯太空望远镜的数据测出她们穿越银河的速度分别是每秒378公里和302公里[5]，这个数值比之前所知的运动速度大了将近2倍。对该现象有三种解释：
- 银河系的质量比目前所知大一倍。
- 麦哲伦云并不环绕银河系公转，而只是碰巧路过。
- 银河系中暗物质并不如某些理论预测的呈盘状分布或呈椭圆分布。[6]
撇开她们不同的结构和低质量，她们与我们的银河有两项很大的不同。首先，她们有丰富的气体，她们的氢和氦的比例相对于银河是偏高的[7]。她们的金属含量也比银河少，在大小麦哲伦云中最年轻恒星的金属量相对于太阳只有0.25到0.5[8]。两者的星云和星族也都被注意到，但是在我们银河中的恒星从最年轻到年老的都有，表明恒星形成的历史是漫长的。(Chaisson和麦克米伦)
1987年在大麦哲伦云中发现的超新星（SN 1987A），是过去3个世纪中最明亮的超新星。
小麦哲伦星云
小麦哲伦星系（SMC）是一个环绕着银河系的矮星系[3]，拥有数亿颗的恒星 [3]。
推测小麦哲伦星系原本是棒旋星系，因为受到银河系的扰动才成为不规则星系 [4]，但在核心仍残留着棒状的结构。
在20万光年距离上的小麦哲伦星系是最靠近银河系的邻居之一，也是裸眼能看见的最遥远天体之一。
他位于杜鹃座，在夜空中看似模糊的光斑，大小约为3゜，由于平均的赤纬是 -73゜，所以只能在南半球和北半球的低纬度地区看见。他看似银河系被分割的一个片段，由于表面光度很低，要在黑暗的环境下才能看得清楚。
他与在东方20゜的大麦哲伦星系成为一对，都是本星系群的成员。
