Le Grand Nuage de Magellan et son voisin et parent, le Petit Nuage de Magellan, sont des objets bien visibles dans l’hémisphère sud, ressemblant à des morceaux séparés de la Voie lactée à l’œil nu. Distants d’environ 21° dans le ciel nocturne, la distance réelle qui les sépare est d’environ 75 000 années-lumière. Jusqu’à la découverte de la galaxie elliptique naine du Sagittaire en 1994, elles étaient les galaxies connues les plus proches de la nôtre (depuis 2003, on a découvert que la galaxie naine de Canis Major était encore plus proche, et elle est maintenant considérée comme la plus proche voisine). La LMC se trouve à environ 160 000 années-lumière de nous, tandis que la SMC en compte environ 200 000. Le diamètre de la LMC est environ deux fois supérieur à celui de la SMC (respectivement 14 000 et 7 000 années-lumière). A titre de comparaison, la Voie lactée a un diamètre d’environ 100 000 ly.
La masse totale de ces deux galaxies est incertaine. Seule une fraction de leur gaz semble avoir coalescé en étoiles et elles ont probablement toutes deux de grands halos de matière noire. Une estimation récente de la masse totale de la LMC est d’environ 1/10 de celle de la Voie lactée. Cela ferait du LMC une galaxie plutôt grande dans l’univers observable actuel. Comme les tailles des galaxies relativement proches sont très asymétriques, la masse moyenne peut être une statistique trompeuse. En termes de rang, la LMC semble être le quatrième membre le plus massif parmi plus de 50 galaxies du groupe local. L’hypothèse selon laquelle le système de nuages de Magellan ne fait pas historiquement partie de la Voie lactée est une preuve que le SMC est en orbite autour du LMC depuis très longtemps. Le système de Magellan semble le plus similaire au système distinct NGC 3109, qui se trouve en bordure du Groupe local.
Les astronomes ont longtemps supposé que les nuages de Magellan ont orbitalisé autour de la Voie lactée à peu près à leurs distances actuelles, mais les preuves suggèrent qu’il est rare qu’ils s’approchent aussi près de la Voie lactée que maintenant. Les observations et les preuves théoriques suggèrent que les nuages de Magellan ont tous deux été fortement déformés par l’interaction de marée avec la Voie lactée lorsqu’ils s’en approchent. Le LMC conserve une structure spirale très nette dans les images d’hydrogène neutre prises par le radiotélescope. Des courants d’hydrogène neutre les relient à la Voie lactée et entre elles, et toutes deux ressemblent à des galaxies spirales barrées perturbées. Leur gravité a également affecté la Voie lactée, déformant les parties extérieures du disque galactique.
A part leur structure différente et leur masse plus faible, elles diffèrent de notre galaxie de deux façons majeures. Elles sont riches en gaz ; une fraction plus élevée de leur masse est constituée d’hydrogène et d’hélium par rapport à la Voie lactée. Ils sont également plus pauvres en métaux que la Voie lactée ; les étoiles les plus jeunes du LMC et du SMC ont une métallicité de 0,5 et 0,25 fois solaire, respectivement. Tous deux sont notés pour leurs nébuleuses et leurs jeunes populations stellaires, mais comme dans notre propre galaxie, leurs étoiles vont du très jeune au très vieux, indiquant une longue histoire de formation stellaire.
Le Grand Nuage de Magellan a été la galaxie hôte d’une supernova (SN 1987A), la plus brillante observée depuis plus de quatre siècles.
Les mesures effectuées avec le télescope spatial Hubble, annoncées en 2006, suggèrent que les Nuages de Magellan pourraient se déplacer trop rapidement pour être des compagnons à long terme de la Voie lactée. S’ils sont en orbite, cette orbite prend au moins 4 milliards d’années. Ils sont peut-être en première approche et nous assistons au début d’une fusion galactique qui pourrait chevaucher la fusion prévue de la Voie lactée avec la galaxie d’Andromède (et peut-être la galaxie du Triangle) dans le futur.
En 2019, les astronomes ont découvert le jeune amas d’étoiles Price-Whelan 1 en utilisant les données de Gaia. L’amas d’étoiles a une faible métallicité et appartient au bras principal des nuages de Magellan. L’existence de cet amas d’étoiles suggère que le bras principal des nuages de Magellan se trouve à 90 000 années-lumière de la Voie lactée – plus près qu’on ne le pensait auparavant.