Ένα σμήνος γαλαξιών είναι μια βαρυτικά συνδεδεμένη συλλογή εκατοντάδων έως χιλιάδων γαλαξιών. Είναι οι μεγαλύτερες βαρυτικά συνδεδεμένες δομές στο σύμπαν. Ο Γαλαξίας μας είναι μέρος μιας μικρής ομάδας που ονομάζεται Τοπική Ομάδα, η οποία περιέχει περίπου 50 γαλαξίες. Το πλησιέστερο μεγάλο σμήνος είναι το Σμήνος της Παρθένου, περίπου 54 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά.

Τα σμήνη δεν είναι απλώς συλλογές γαλαξιών. Περιέχουν τεράστιες ποσότητες θερμού αερίου, που ονομάζεται ενδοσμήνος, το οποίο εκπέμπει ακτίνες Χ. Περιέχουν επίσης σκοτεινή ύλη, η οποία κυριαρχεί στη μάζα τους. Οι ορατοί γαλαξίες αποτελούν μόνο ένα μικρό ποσοστό της συνολικής μάζας ενός σμήνους. Το υπόλοιπο είναι αέριο και σκοτεινή ύλη.

Τα σμήνη είναι χρήσιμα για την κοσμολογία. Η αφθονία και η κατανομή τους εξαρτώνται από το ιστορικό διαστολής του σύμπαντος και τις ιδιότητες της σκοτεινής ύλης και της σκοτεινής ενέργειας. Η καταμέτρηση των σμηνών σε διαφορετικές αποστάσεις μας λέει πώς έχει εξελιχθεί το σύμπαν.

Τα σμήνη λειτουργούν επίσης ως βαρυτικοί φακοί. Οι τεράστιες άλω σκοτεινής ύλης που περιέχουν κάμπτουν το φως των γαλαξιών του υποβάθρου, μεγεθύνοντάς τους και παραμορφώνοντάς τους. Αυτό το φαινόμενο επιτρέπει στους αστρονόμους να μελετήσουν γαλαξίες που διαφορετικά θα ήταν πολύ αμυδροί για να τους δούμε. Το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble έχει χρησιμοποιήσει φακούς σμηνών για να βρει μερικούς από τους πιο μακρινούς γαλαξίες που είναι γνωστοί.