100.000 ışık yılı kadar olan uzunluğundan biraz daha küçük olduğu saptanmıştır. Mutlak parlaklığı -21,1 kadir olup, Güneş'ten yaklaşık 24 kadir kadar daha parlaktır. Bu da, içinde Güneş kadar parlak olan, en az 1010 adet yıldızın varlığını gerektirir. Bununla beraber, Güneş'ten daha sönük olan yıldızların saptanmalarının güçlüğü ve görünen ışınıma pek az katkıda bulunmaları olasılıkları nedenleri ile hesaplanan bu sayı yalnızca bir alt limittir. Dolayısıyla, Andromeda Galaksisi'ndeki yıldızların toplam sayısı, içinde 10 Güneş kütlesi bulunan Galaksimizin içindeki yıldızların sayısından en az iki kat kadar daha fazla olmalıdır.
Andromeda Galaksisi'nin incelemelerinde, sarmal kolların çok az dallanma gösterdiği, daha ziyade basit bir sarmal yapıya sahip olduğu ve yapı bakımından Samanyolu'na benzediği anlaşılmaktadır.

Andromeda Galaksisi'ni çok ayrıntılı olarak inceleyen Baade, merkezden uzaklıkları 21 kpc ile 0,3 kpc arasında değişen, yedi adet sarmal kolun varlığını saptamıştır. Çekirdeği hem kuzey hem de güney tarafından sarmalayan bu kollar, Samanyolu Galaksisi'nde olduğu gibi aynı tür yıldızlar, toz ve gazlar, Sefe değişenleri ve açık kümeleri barındırmaktadır.

Andromeda Galaksisi'nde, en dıştaki kolda yer alan dağınık mavi üst dev yıldızlar, yıldızlararası gaz ve tozların olmaması veya yoğunluklarının çok az olması nedeniyle açık bir biçimde gözlenebilmektedir. Her ne kadar bu dış kolda gaz ve tozun bulunduğu şüphe götürmez bir gerçek ise de, bu yıldızlararası maddenin ışınımı gözlenemeyecek kadar sönüktür.

Beşinci ve dördüncü kollarda, merkezden 12 ila 9 kpc uzaklıklarda, içinde yedinci koldaki gibi mavi üst dev yıldızlarının hakim olduğu, buna ek olarak yıldızlar arası maddenin belirginleştiği ve Popülasyon-I türü yıldızlarının maksimum sayılara ulaştığı görülmektedir.

Merkezden uzaklıkları 5 kpc'den 2 kpc'ye kadar olan üçüncü ve ikinci sarmal kollarda, H II bölgeleri görülmeye başlar. Bu kollarda Popülasyon-I devleri sayıca çok daha azdır.

En içteki sarmal kolda, Popülasyon-I üst devleri görülmez, fakat H II bölgeleri açık olarak göze çarparlar.

Baade'nin belirtmiş olduğu toz ve gazlar ile Popülasyon-I yıldızlarının arasındaki bağlantı, Andromeda Galaksisi'nin sarmal kollarında açıkça görülmektedir. Bu H II bölgelerinin ve onların görünmesine mani olan çok parlak O ve B yıldızlarının sarmal kolların tozları arasında olduğu onların çok fazla kırmızılaşmış olmalarından anlaşılmaktadır.

Andromeda Galaksisi'nin yıldızlararası maddesi sarmal kollarda toplanmış olduğu, küresel kümelerde kırmızılaşmanın H II bölgeleri ile kıyaslandığında, yokluğu veya yok denecek kadar azlığı ile açıkça görülmektedir. Galaksi içerisinde dağılmış, fakat özellikle çekirdek civarında yoğunlaşmış olan küresel kümeler, sarmal yapı ile hiç ilgili değildir. Galaksinin bizden uzak olan tarafında bulunan küresel kümelerde biraz kırmızılaşma vardır. Bu kırmızılaşma küresel kümelerden gelmekte olan ışığın Andromeda Galaksisi'nin düzleminden geçerek bize ulaşması sonucu ortaya çıkmaktadır. Çok fazla kırmızılaşan birkaç küresel küme ise, galaksinin hemen hemen yatay düzleminde bulunan ve bundan dolayı da tozlar tarafından büyük ölçüde karartılmış olanlardır.

Andromeda Galaksisi'ndeki küresel kümelerle ilgili bu gözlemler, galaksideki Popülasyon-II novaları üzerinde yapılan araştırmalar ile uyuşmaktadır. Gözlenmiş olan 25 novadan sadece bir tanesi fark edilebilir derecede kırmızılaşma göstermektedir. İlginç olan bu novanın beşinci kolda olması ve böylece ışığı bize gelmeden önce koldaki tozlardan geçmeksidir. Bu kolu çekirdeğe doğru takip edecek olursak, dış bölgelerine bol miktarda Popülasyon-I Süper dev yıldızları bulunmasına karşılık, bunların çekirdeğe doğru sayıca azalmakta ve birdenbire yok oldukları görülmektedir. Bununla beraber, sarmal kol, çekirdeğin içine doğru bir toz kolu şeklinde devam etmektedir.
Andromeda Galaksisi'nin sarmal kollarındaki bütün maddelerin incelenmesi sonucu, sarmal kolların bu büyüklükteki bir galaksinin toplam ışığına katkısının yüzde 20'den daha az olduğu gerçeğini ortaya çıkarmıştır. Diğer bir deyişle, sarmal kollardaki Popülasyon-I yıldızları galaksinin toplam kütlesinin yalnızca küçük bir kısmını oluşturmaktadır. Bu durumun gaz ve tozlar için de doğru olması gerektiğinden, ileride oluşması beklenen yeni yıldızlar için gerekli madde miktarının çok az kaldığı ortaya çıkmaktadır. Andromeda ve bizim galaksimizde nötr hidrojenin 21 cm'deki çizgisinin analizi ile, yeni yıldızların oluşumuna elverişli olan madde miktarının, bu iki galaksinin toplam kütlesinin yüzde 2'sinden daha fazla olmamaktadır. Buradan, Andromeda Galaksisi'nde yıldız oluşumu döneminin az çok bitmek üzere olduğu ve bu sarmal sistemlerdeki yıldızların çoğunluğunun uzun bir süre önce meydana gelmiş olduğu sonucu çıkarılabilir. Şüphesiz, eğer bu galaksilerin büyük kısmını meydana getiren Popülasyon-II yıldızları, evrimleri süresince yeterli madde dışarıya atıyorlarsa, uzaya atılan bu madde toz ve gaz mevcudunu yenileyebilir.

Andromeda Galaksisi'nin çekirdeğinin içinde sadece Popülasyon-II yıldızları bulunduğu ve toz olmadığına ilk defa Baade (1944) belirtmiştir. Andromeda'nın çekirdeğindeki yıldızlar Popülasyon-II türünden sarı ve kırmızı devler olup merkezden dışarıya doğru galaksinin kollarına kadar izlenebilmektedir. Popülasyon-II yıldızları, yassı diskin her yerinde ve hatta gözlenebilen en dıştaki sarmal yapının da ötesindeki bölgelerde bulunmaktadır. Baade, Popülasyon-II yıldızlarını galaksinin küçük ekseni boyunca inceleyerek bu yıldızları dışarıya, merkezden 45 uzağa kadar izlemeyi başarmıştır. Merkezden dışarıya doğru büyük eksen boyunca gidildiğinde, Popülasyon-II yıldızlarının yoğunluğu az çok galaksinin parlaklığı ile aynı şekilde azalır (kolları göz önüne almadan). Büyük eksen boyunca Popülasyon-II yıldızları merkezden 2 uzaklığa kadar izlenebilmiştir, ancak kırmızıya duyarlı fotoğraf plaklar kullanıldığında çok daha uzak mesafelere uzanabilmektedir. Andromeda Galaksisi'nin ana diski çoğu Popülasyon-II sınıfından olan kırmızı ve sarı dev yıldızlardan oluşmaktadır.

Popülasyon-II dev yıldızları ile karışmış olarak, M67 gibi açık kümelerde bulunan dev yıldızlar da vardır. Bunlar diskteki yıldızların çoğunluğunu meydana getirebilir ve diskten gelen ışığın büyük kısmını (sarmal kolları göz önüne almadan) açıklayabilir. Fakat en parlak disk yıldızları şüphesiz Popülasyon-II’nin kırmızı dev yıldızlarıdır. Bu iki tip kolayca birbirinden ayırt edilebilir çünkü Popülasyon-II yıldızları, normal dev yıldızları ile karşılaştırıldığında metal yönünden fakirdirler. Diskin bu yapısı, uzun süre poz verilmiş kırmızıya duyarlı fotoğraf plakların incelemesi sonucunda görülmüştür. Bu fotoğraf plakları üzerinde, sarmal kollar arasındaki bölgelerin, dışarıya doğru giderek sayıları azalan, yoğun Popülasyon-II dev yıldızları ile dolu olduğunu görmekteyiz. Bu analize göre galaksinin sarmal kolları, ince gaz, toz tabakaları ve diskin içerisine gömülü Popülasyon-I türünden O ve B süperdev yıldızlarından ibarettir.

21 cm çizgisi büyük eksen boyunca yani sarmal kollar incelenebilmektedir. Bu ışınım, çekirdeğin iki yanından yaklaşık 3 uzaklığa kadar izlenebilmekte ve buradan, galaksinin bu dış kısımları için dönme yasasını hesaplanabilmektedir. M31’in merkezinden 8,7 kpc kadar uzaklıkta 21 cm çizgisi keskin maksimuma sahiptir. Baade işte tam buraya Andromeda’nın içinde Popülasyon-I yıldızları, gaz ve tozun maksimum yoğunluklarında oldukları dördüncü sarmal kolunu koymuştur. M31 etrafında bir radyo halosu bulunmaktadır.
Radyo dalga boyunda yapılan gözlemler sonucunda; radyo dalgalarının kaynağının, galaksinin düzleminden büyük uzaklıklara kadar dağılmıştır, ve düzleme dikey olarak 10 kpc'den daha fazla uzağa giden hemen hemen küresel bir sistem meydana getirmektedir. Radyo dalgaları ile tayin edilmiş olan Andromeda'nın gerçek boyutu görsel boyutundan çok daha büyük olup, galaksinin radyo kaynakları barındıran kısmı çapı 100 kpc kadardır.

M31 merkezinden 10 kpc uzaklığında yer alan, simit şekilli, Popülasyon-I halkasında CO soğurması görülmektedir. Buna karşılık Andromeda Galaksisi'nin merkezinde herhangi bir CO soğurması saptanamamıştır. M31, galaksi düzlemi ile 20'lik açı yaptığından -300 km/s'de CO soğurması beklenmemektedir. Gaz halkalarının hızları M31'in güneybatısında –550 km/s ve kuzeydoğusuna doğru –50 km/s ile değişmektedir.

Andromeda Galaksisi'nin dönmesi, görsel ve radyo dalga boyundaki tayfının incelenmesinden elde edilmektedir. Görsel analiz, M31'in çekirdeğinin her iki yanındaki yıldızların yayınladığı ışınımların tayfsal çizgilerinin Doppler etkisi özelliklerinin ölçülmesi ile elde edilir.
Andromeda Galaksisi'nin çekirdeğin her iki yanında 65' ila 70' açısal uzaklığına kadar çekirdeğin dönmesi bir katı cisim hareket etmektedir. 70' dan 155' ya kadar her iki yanda dönme hızı, uzaklık arttıkça azalmaktadır. Zira bu dış kısımlar, çekirdek etrafında Kepler kanunlarına göre dönmektedir.

Newton çekim kanununu ve gözlenen dönme hızlarını kullanarak, Andromeda'nın kütlesinin 2×10 M kadar olduğu hesaplanmıştır. Bununla beraber, bu kütle miktarı, radyo ışınım analizinden elde edilen kütleden biraz küçük çıkmaktadır. Andromeda Galaksisi'nde yıldızlar arası hidrojen bulutlarının ortalama radyal hızı 8 km/s kadardır. Bu hız değerine karşıt olarak 4,1×10 M kadar bir kütle hesaplanmıştır. 21 cm çizgisinin analizinden M31'de bulunması gereken yıldızlararası hidrojenin kütlesinin, toplam kütle değerinin yaklaşık yüzde 1,3'ü kadar olacağı saptanmıştır.

Son yapılan araştırmalarda, Hubble Uzay [[teleskop]]u ile alınan görüntülerden Andromeda Galaksisi'nin çift çekirdekli olabileceği tartışmaları başlatılmıştır. Andromeda Galaksisi'nin çift çekirdekli olduğunu savunan astronomi uzmanlarına göre (Lauer 1995) bu oluşum iki farklı şekilde açıklanabilir. Birincisi, dinamik çarpışma olayı nedeniyle Andromeda Galaksisi'nin merkezine girmiş olan bir başka galaksinin disk veya kolları Andromeda tarafından yenmiş ve çekirdek kısmı Andromeda'nın çekirdeğinin ya