于1786年2月15日由威廉·赫歇尔首先发现。1864年，英国业余天文学家威廉·赫金斯对猫眼星云作了光谱分析，使之成为首个通过光谱分析技术进行研究的行星状星云。赫金斯的研究结果首次表明行星状星云由高温气体而非恆星组成。目前，猫眼星云已被人们在从远红外到X 射线的整个电磁波段进行过观测。现代研究引出了数个关于猫眼星云的谜团。它的复杂结构有可能部分地是由一对中心联星抛射的物质造成的，但迄今尚未有直接证据表明其中心恆星拥有伴星。此外，通过两种方法测量的化学物质丰度的结果出现重大差异，其原因目前仍不能肯定。哈勃