Il primo ad osservare questa galassia fu Pierre Méchain, che la descrisse come una nube senza stelle, oscura e piuttosto larga, a nord della coda dell'Orsa Maggiore;[3] in seguito fu inserita nel Catalogo di Messier. William Herschel nel 1784 annotò che quest'oggetto possiede un aspetto nebuloso, e cercò di risolverlo in stelle, ovviamente senza riuscirci.[3] Lord Rosse la osservò con il suo telescopio durante la metà dell'Ottocento e fu il primo a notare il suo aspetto a spirale. M101 dista 23.790.000 anni luce dalla Terra, ed è una galassia di tipo Sc (spirale non compatta); da un osservatore a terra è vista esattamente "di faccia", ma i suoi bracci sono visibili solo con un grande telescopio. Il diametro della galassia è circa 170.000 anni luce, ovvero quasi doppio rispetto al diametro della nostra Galassia. M101 è una galassia di notevole estensione se comparata con la Via Lattea; secondo diversi studi la sua massa sarebbe di circa 16 miliardi di masse solari, ma sembrerebbe essere un valore troppo basso, forse dovuto alla bassa luminosità superficiale della galassia; secondo le nuove scoperte, che comprendono l'individuazione di regioni H II e una forte velocità di rotazione, la massa di M101 sarebbe compresa fra 100 e 1000 miliardi di masse solari. Un'altra proprietà particolare di questa galassia è la presenza di vaste e luminosissime regioni H II, che nelle fotografie raggiunge il numero di 3000 unità; queste regioni, in cui ha luogo la formazione stellare, contengono un gran numero di stelle giovani e calde, di colore blu. Da un lato la galassia presenta un'asimmetria; si crede che si sia formata in tempi astronomicamente recenti a causa dell'interazione con un'altra galassia, che ne ha deformato i bracci a causa delle potenti forze mareali. Inoltre, questo incontro ha amplificato le onde di densità del bracci della galassia, che ha causato a sua volta la compressione del mezzo interstellare con conseguente aumento dell'attività di formazione stellare.