現代、初期の宇宙形成モデルはビッグバン理論に基づいており、ビッグバン発生から約30万年後、ビッグバン原子核合成といわれる現象により水素とヘリウムの原子核が合成され、さらに自由電子を取り込む再結合をへて元素が形成されたとされる。この時点でのほとんどの水素はイオン化されていないため光子の運動に干渉しなかったため、まだ星は形成されず、宇宙は「暗黒時代」と呼ばれる時期にあった。この状態に変化を与えたものが、原始的物質の密度の変動（まはた異方性）で、これによりコールドダークマターの銀河ハローの中でバリオンの凝集が開始された。このように、初歩段階では暗黒物質が先に凝集を始め、そこにガスが集まった構造物が、現在の銀河となったと考えられている。2006年、赤方偏移の度合いが非常に高い銀河IOK-1が発見されたが、偏移量6.96は、ビッグバン後7億5,000万年に相当し、これは確認された最古の銀河のひとつと考えられている。他にも、Abell 1835 IR1916のような高い赤方偏移の銀河発見もあり、IOK-1が示す時代とその構造は信頼されるものとなった。これら初期の原始銀河は、宇宙がいわゆる暗黒時代にあった頃から成長を続けていたと考えられている。今のところ、この初期銀河の詳細な形成過程は判明しておらず、天文学上の大きな未解決問題のひとつである。提案されている理論には、大きく分けてトップダウンモデルとボトムアップモデルがある。トップダウンモデルとは、エデン・リンデンベル・サンデージ（ELS）モデルのように、宇宙開闢（宇宙誕生）から1億年経過頃に大規模なガスの収縮が起こり、それが分裂しながら超銀河団が形成されたという考えである。ボトムアップモデルは、サーレ・ズィン (SZ) モデルのように、最初は銀河系質量の1/100程度に相当する比較的小規模なガスのかたまりが生じ、そこから生じた球状星団の集まりが段々と集まりながら大きな銀河を形成するようになったというものである。しかし、初期銀河の観測実績はほとんど無く、銀河誕生モデルは謎のままである。しかし21世紀に入り、星を構成する元素のほとんどが水素とヘリウムからなるものが発見されはじめ、これらが宇宙初期の第1世代天体ではないか推察されている。またこのような発見からシミュレーションによる銀河と星の形成が明らかにされつつある。銀河の先駆体が収縮を始めた後、その中に種族IIIの恒星による銀河ハローが現れるようになる。ほとんどが水素とヘリウムからなるこれらの星は一様に巨大で、比較的早く超新星爆発を起こし重金属を星間物質に撒いたと考えられる。また、巨大な星々からの強い輻射によって周囲の水素元素は電離（これを再結合に対して宇宙の再電離という）され泡状に広がったと考えられている。
構造および進化に関する研究は、どのようにして生まれ、そして宇宙の歴史においてどのように変化していったのか、という疑問を明らかにしようとする研究である。この分野におけるさまざまな理論は広く受け入れられているが、とくに天体物理学のなかで活発な研究が行われている分野でもある。
観察された銀河の中には、非常に活動的な種類のものがある。すなわち、銀河から放出されるエネルギーの大部分が星やガス・星間物質とは異なる部分を元にしている。これらは活動銀河と呼ばれる。このエネルギー発生源は、銀河中心に存在する超大質量ブラックホール (SMBH) 周囲に形成された降着円盤である。活動銀河中心核の放射現象は、降着円盤の物質がブラックホールに落ち込む際の銀河潮汐力に由来する。この物質のうち約10%程度が、中心部から双方向に1組の宇宙ジェットとなり、光速に近い速度で噴出してゆく。ただし、このメカニズムははっきりと判明していない。高エネルギーの放射線を発するものがあり、X線が検知される種類は光度によってセイファート銀河やクエーサーと呼ばれ、とくに宇宙ジェットが地球の方向へ放たれている種類のものはブレーザーと呼び、あらゆる周波数の電波を放出する銀河は電波銀河と呼ばれる。これらは、観察者の視角に基づいた活動銀河の分類である。スターバースト銀河と同様に低電離中心核輝線領域（LINER）との関連が指摘される。LINERタイプの銀河から放たれる放射は、弱くイオン化された物質である。近隣に存在する銀河のうちおよそ1/3はLINERタイプの中心部を持っていると考えられている。
IEDは、その都度有り合わせの材料で製作されるために特定の形状や大きさや特徴などがなく、「Improvised」という言葉自体、「即興」や「アドリブ」と言う意味合いを持つ。各々が独自に持つ知識や資材で製作されるため、そのバリエーションは多種多彩である。小規模なものでは、花火や手製火薬からなる手榴弾レベルの物から、大規模なものでは榴弾砲の砲弾や航空爆弾、地雷を幾重にも重ねて、戦車をも破壊できる物まで存在する。イラクやアフガニスタンでは、戦時中に発生した不発弾や地雷が山野に放置されており、この手の軍需品レベルの資材が手に入りやすいことから、破壊力の高いIEDが日常的に作成されている。また、一部のものに関しては、爆発物に金属片やボールベアリングなどを仕込み、直接的な爆発でのダメージに加え、それら内蔵物を四方に飛び散らすことにより対人殺傷能力を高めている物も存在する。イラク戦争以降、自己鍛造弾の技術を用いたIEDが普及しており、治安維持勢力の装甲車両にとって大きな脅威となっている。ハンヴィー、MRAPのような軽装甲車輌を破壊できるものから、大型のものでは戦車の側面装甲を破壊できるものまである。アメリカ国防総省の専門家が下院軍事委員会小委員会で証言したところによれば、北朝鮮は、イスラム原理主義過激派が使用するIEDについて興味を示しており、パキスタンのイスラム原理主義過激派支配地域に朝鮮人民軍の視察団を派遣するとともに、戦術立案用の参考資料として「ジハード・ビデオ」を大量に入手したとされている。起爆手段としては、従来のワイヤーを張り巡らせてそれに対象物が触れた時点で爆発する物や、一般的なガレージのシャッター開閉用の物や日常の家電製品に使用されるリモコンや携帯電話が、時限装置にはデジタル式の腕時計が使用される。特にカシオ計算機のCasio F91Wは安価で精度が高いためよく使われている。イスラム原理主義過激派がネット上で公開している「ジハード・ビデオ」の多くにもこれらを使用する例が多い。カムフラージュも巧妙化し、当初は地面に埋めたり物陰に隠す程度だったものが、現在では動物の死骸の下や路上に投棄された車両に仕込むケースが目立つ。対人や対車両だけでなく、戦車や重装甲車に対しても時間差で起爆するものも存在し、駐留軍に大きな打撃を与えている。IEDは駐留軍の兵士だけでなく、兵站や補給路に対しても多大なダメージを与えている。特にクウェート-バグダード間の幹線道路での補給路で多用されており、PMCに委託されたコンボイ輸送部隊に多大な影響を与えている。路肩爆弾と呼ばれる固定式IEDは罠の一種であり、発見は困難な場合が多い。また、被害は単に殺傷や車両の破壊に留まらず、爆風による衝撃波が原因で、外傷がないにもかかわらず脳幹に損傷を受け、記憶障害やめまい、頭痛、集中力低下などの症状を呈する外傷性脳損傷が引き起こされる。