Primer método: puede medir el espectro de la galaxia y compararlo con el espectro de una fuente conocida. Por ejemplo, si observa líneas de emisión de hidrógeno en el espectro de una galaxia, puede obtener su desplazamiento al rojo, que ahora le permite obtener la distancia a la galaxia.
La siguiente imagen (tomada de http: //www.space-exploratorium.c…) ilustra qué es el desplazamiento al rojo. Si compara las líneas de laboratorio (las líneas negras) con las observadas, notará que cuanto más lejos esté la galaxia, más cerca estarán las líneas de la parte roja del espectro. Es decir: las longitudes de onda en las que aparecen las líneas son más altas que las de laboratorio. 
Los cambios al rojo están íntimamente ligados con la distancia: conocer el desplazamiento al rojo le permite, en principio, obtener cuán lejos está la galaxia. Esta medida es posible porque el universo se está expandiendo.
Segundo método: el uso de velas estándar, como las estrellas Cefeidas y las Supernovas Ia, también le permite medir la distancia. Las velas estándar son estrellas de luminosidad conocida y la comparación de este valor con el flujo de la estrella (que puede observar) le permite obtener la distancia al objeto.
Recientemente (1998-99), Supernovae Ia condujo al descubrimiento de la expansión acelerada del universo y a un premio Nobel (2011, si no me equivoco).
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