Njegova največja zasluga je dokaz, da so zvezdnemeglice, vključno s spiralnimi, samostojnegalaksije. Uporabljal je 100palčni (2540mm) Hookerjevzrcalnidaljnogled na Observatoriju Mt. Wilson. Ta optični daljnogled mu je omogočil, da je lahko opazoval kratkoperiodičnespremenljivke vAndromedini meglici in leta 1923 ugotovil, da se nahajajo predaleč, da bi bile članicenaše Galaksije. Razdaljo doVelike Andromedine galaksije je ocenil na 900.000svetlobnih let in oceno kasneje znižal na 750.000 svetlobnih let. Obe oceni sta prenizki. Danes je ocenjena razdalja 2,2 milijona svetlobnih let, a začetni korak je naredil. Tako je leta 1929 prvi videl, da so galaksije skupkizvezd, ki so oddaljene preko milijon svetlobnih let.
Hubble je razvrstil galaksije v razrede glede na njihovo obliko (glejHubblova razvrstitev galaksij). Prav tako je ugotovil povezavo medhitrostjo, s katero se odmikajo od nas, in njihovo oddaljenostjo. To njegovo odkritje, da se bolj oddaljene galaksije hitreje oddaljujejo od nas in, da sevesolje širi, je imelo velik pomen, najbolj pa za fizikalnokozmologijo. Pri teh raziskavah se mu je pridružilHumason, katerega sposobnosti je odkrilHale in od takrat dalje je delal s Hubblom. Skupaj sta določila hitrost oddaljevanja galaksij na približno 168km/s za vsakih milijon svetlobnih let oddaljenosti. To spoznanje je izrazil vHubblovem zakonu:
kjer jeHubblova konstanta. Hubble je bil dejaven vse do svoje smrti in je danes priznan kot eden največjih ameriških astronomov sodobnega časa. Ob njegovi smrti je Nicholas Mayall zapisal: »Hubblovo delo se lahko primerja s tem, kar sta za astronomijo naredilaWilliam Herschel inGalileo.«