Ein Galaxienhaufen ist eine durch Gravitation zusammengehaltene Ansammlung von Hunderten bis Tausenden von Galaxien. Sie sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum. Die Milchstraße ist Teil einer kleinen Gruppe, der sogenannten Lokalen Gruppe, die etwa 50 Galaxien umfasst. Der nächstgelegene große Galaxienhaufen ist der Virgo-Haufen, der etwa 54 Millionen Lichtjahre entfernt ist.

Galaxienhaufen sind nicht einfach nur Ansammlungen von Galaxien. Sie enthalten riesige Mengen heißen Gases, das sogenannte Intracluster-Medium, welches Röntgenstrahlung aussendet. Außerdem enthalten sie Dunkle Materie, die den Großteil ihrer Masse ausmacht. Die sichtbaren Galaxien machen nur wenige Prozent der Gesamtmasse eines Galaxienhaufens aus. Der Rest besteht aus Gas und Dunkler Materie.

Galaxienhaufen sind für die Kosmologie von großem Nutzen. Ihre Häufigkeit und Verteilung hängen von der Expansionsgeschichte des Universums sowie den Eigenschaften dunkler Materie und dunkler Energie ab. Das Zählen von Galaxienhaufen in verschiedenen Entfernungen gibt Aufschluss über die Entwicklung des Universums.

Galaxienhaufen wirken auch als Gravitationslinsen. Ihre massereichen Halos aus Dunkler Materie lenken das Licht von Hintergrundgalaxien ab und vergrößern und verzerren sie. Dieser Effekt ermöglicht es Astronomen, Galaxien zu untersuchen, die sonst zu lichtschwach wären, um sichtbar zu sein. Das Hubble-Weltraumteleskop hat mithilfe der Gravitationslinsenwirkung von Galaxienhaufen einige der entferntesten bekannten Galaxien entdeckt.