星系演化研究方法是按星系形態序列研究星系演化的科學方法。星系的外形和結構是多種多樣的。一般按其形態可分為橢圓星系(E型)、透鏡形星系(SO型)、旋渦星系(S型)、棒旋星系(SB型)和不規則星系(Ⅰ型)。20世紀30年代，曾有人提出星系的形態序列可反映星系的演化次序，即：星系演化由球狀開始，因自轉而壓扁，再由橢圓星系演變為旋渦星系，繼而旋臂逐漸松卷以至消失，最後演化為不規則星系。另一種不同的看法認為，演化序列正好相反，從不規則星系開始，因自轉而呈現軸對稱，最後演化為球狀星系。目前認為星系形態序列並不能完全反映演化次序。
星系形態結構的不同，取決於形成時的一系列不同的初始條件，包括密度、速度彌散度、角動量分布、溫度、湍流、磁場等等。星系演化過程的大致輪廓如下：在由星系前物質收縮形成原星系雲的過程中，由於原星系中心區收縮快，密度大，恆星形成率高，因而先出現第一代恆星。最後形成旋渦星系的星系核或橢圓星系整體。自轉離心力能阻止赤道面上的物質進一步收縮，並由此導致星系呈扁平形狀。由於氣體的隨機運動和恆星輻射加熱等因素的影響，使得部分氣體沒有聚合成恆星，而是通過碰撞作用等沉向赤道面，這樣就形成了旋渦星系和不規則星系。由原星系形成年輕星系約需經歷幾十億年，在此之後的百億年間，星系演化極其緩慢，星繫結構沒有什麼明顯變化。
