大麦哲伦星系（Large Magellanic Cloud，简写LMC；又称大麦哲伦云，简称大麦云），是本星系群中著名的河外星系之一，属矮星系。它是银河系众多卫星星系中质量最大的一个，位于剑鱼座和山案座交界处，距离约160,000光年，直径大约是银河系的1/20，恒星数量约是银河系的1/10（约100亿颗）。

大麦哲伦星系的形态类似不规则星系，但似乎又有一些螺旋结构的痕迹。有些推测认为大麦哲伦星系以前是棒旋星系，受到银河系的引力扰动才成为不规则星系，因此在中央仍保有短棒的结构。在NASA的河外星系数据库中依据哈勃序列分类为“Irr/SB(s)m”。

在南半球的夜空中，大麦哲伦星系是一个昏暗的天体，位于山案座和剑鱼座两个星座的边界之间。它的名称来自航海家斐迪南·麦哲伦，在他绕行地球一周的远航中观察了它与小麦哲伦星系（SMC）。其实早在约公元964年，波斯天文学家阿卜杜勒－拉赫曼·苏菲就已经在其著作《恒星之书》（Book of Fixed Stars）中记录了这两个星系。

注：图左下方的绿色箭头表示麦哲伦云相对于银河系中心的运动方向。

像很多不规则星系一样，大麦哲伦星系中存在丰富的气体和星际物质，并且正在经历着明显的恒星形成活动。这种大量恒星的形成现象可能是因为大麦哲伦星系受到了银河系潮汐力的影响。且银河系的潮汐力也从大麦哲伦星系中剥离了一些恒星和星际物质，形成了漫长的麦哲伦星流。

当前已经在大麦哲伦星系内发现了60个球状星团，400个行星状星云和700个疏散星团以及数十万计的巨星和超巨星。它有个由年老红色恒星所组成的棒状核心，外面环绕着较为年轻的的蓝色恒星。

大麦哲伦星系通常被视为不规则星系，然而它显示出有棒状结构的迹象，因此曾经被重归类为麦哲伦型矮螺旋星系。

大麦哲伦星系有一个显著的中央棒和螺旋臂。中央棒似乎有些扭曲，东西两端比中心靠近银河系。利用哈勃空间望远镜的观测，在2014年测量出它的自转周期大约是2.5亿年。

长久以来，大麦哲伦星系被认为是一个“二维平面”的星系，与银河系的距离是单一的。但是，科德威和考森在1986年发现在东北部的造父变星比西南部的造父变星接近银河系。通过观测星场中其它的造父变星、核心燃烧氦的红丛集和红巨星分支等的观测证实了这种几何上的倾斜。综合这些论文得到的倾斜约为35°，以正面朝向银河系的星系倾斜被定为0°。利用碳星运动学进一步的研究显示大麦哲伦星系的盘面结构是两个厚片和向外倾斜的。关于大麦哲伦星系内星团的研究，休梅克等人测量了大约80个星团的速度，并且发现在大麦哲伦星系的群体运动学符合颣似盘面分布的星团运动。这些结果也得到了科德威等人的证实，他们计算了大麦哲伦星系中一些星团的距离，显示它们的分布与星场的平面是相同的。

对大麦哲伦星系距离多年来测量所得的数值变化极大。主要的困难在于作为银河系外测量距离标准烛光的造父变星和天琴座RR型变星，在银河系内的视差还未能准确的校准；另一个原因则是大麦哲伦星系的金属量偏低对发光效率的影响尚不确知。

在过去的数年中，已经将距离确认在155,000～165,000光年的范围内，以一个最近的距离模数的估计值是18.56，大约是51.5千秒差距。

2022年8月，中科院国家天文台研究人员发布EP-WXT探路者观测到的首批天体宽视场X射线图像和能谱。该仪器还观测了银河系的近邻星系——大麦哲伦云，一次观测即可覆盖整个大麦哲伦云星系。

大麦哲伦星云距离银河系中心16万光年，直径约为2万光年，质量相当于100亿个太阳，（最大的卫星星系吉尼斯世界纪录）。