Messier făcea observații sistematice în speranța de a găsi comete. Însă unele din obiectele nebuloase pe care le găsea, aveau o poziție fixă față de stelele vecine de pe cer. Erau obiecte ce se aflau la mare distanță, deci nu erau comete.
Obiectele acestui catalog au fost sistematizate și în mare parte descoperite de Charles Messier, mai târziu împreună cu Pierre Méchain, în perioada dintre anii 1764 și 1782. Prima ediție a catalogului datează din 1774 și regrupa primele 45 de obiecte, de la M1 la M45. Catalogul final, care cuprindea 103 obiecte, a fost încheiat în 1781 și publicat în trei părți, în 1784 în periodicul Connaissance des Temps. Obiectele de la M104 la M110 au fost descoperite de Messier sau de prietenul său Pierre Méchain, după 1781. Au fost adăugate în catalog mult mai târziu, ultimul fiind adăugat în 1966, de Kenneth Glyn Jones.
În prezent, acest catalog nu mai este util căutătorilor de comete, însă repertoriază cea mai mare parte a obiectelor de pe cerul profund accesibile cu instrumente ale astronomiloramatori. Numerele catalogului Messier, notate de la M1 la M110, continuă să fie utilizate pentru aceste obiecte, deși și alte nume sunt folosite (de exemplu Nebuloasa Crabului în locul lui M1). Numeroase alte cataloage astronomice au fost stabilite, conferind obiectelor din catalogul Messier alte denumiri. Astfel, Galaxia Andromeda, vecina Galaxiei Noastre, se numește M31 în catalogul Messier și NGC 224 în catalogul NGC.
Catalogul Messier nu a fost primul de acest gen, dar a fost primul cu adevărat util. Împreună cu catalogul NGC, el a reprezentat primul reper pentru cercetarea galaxiilor, a roiurilor stelare și a nebuloaselor. Deși catalogul NGC este mult mai complet și sistematic (obiectele sunt ordonate după ascensie dreaptă), referirea după numărul M a rămas uzuală.
Catalogul Messier este foarte bine cunoscut și între astronomii amatori, deoarece majoritatea obiectelor pot fi observate cu un telescop relativ simplu (de exemplu participând la așa-numitul maraton Messier).
Prin faptul că repartiția lor este eterogenă, nu există obiecte din catalog situate în banda de ascensie dreaptă 21h 40m-23h 20m. Când Soarele este situat în această regiune a cerului, în a doua jumătate a lunii martie, este posibil să fie văzute aceste obiecte, în totalitate, în cursul unei singure nopți. Acest fapt a dat loc unei competiții amicale, cunoscută sub numele de Maratonul Messier, care vizează observarea totalității obiectelor din catalog într-o noapte, în condiții cât mai apropiate de cele pe care le avea Messier. Trebuie evitate dispozitivele GoTo și reperajele prin coordonate, întrucât Messier nu dispunea decât de un mic instrument fără astfel de facilități.