在大熊座東南方向有兩個相鄰的星座，即東邊的牧夫座和西邊的獵犬座。要西方古星圖上，大熊座附近繪有一個高大的放牧者，他手里牽著兩只獵犬，這就是牧夫座和獵犬座的星象。牧夫座的拉丁語名稱為Bootes，意思是“驅趕熊的人”。
北半球的居民如果注意觀察星空，很容易發現大部分星座是東升西落的，即他們總有一段時間沉入地平線以下，而大熊座和小熊座卻是晝夜在地平線上繞著北天極旋轉。在希臘傳說中，天神宙斯的妻子赫拉是個生性傲慢的又好嫉妒的女人，她對于宙斯大林和卡麗斯托有染而且生下一個兒子小阿卡斯這件事耿耿于懷，在卡麗斯托母子升上天空化為大熊座和小熊織座後，仍然千方百計為難他們。赫拉找到她的哥哥波賽冬（海洋之神），請他派了一個牧人帶上兩只獵犬，平斷地追趕大熊和小熊，永遠不許它們沒入地平休息。結果，這位牧人後來就成為牧夫座和獵犬座。
牧夫座是北天重要星座之一，獵犬座只是北天星座中的一個小星座，也是最暗的星座之一，其中只有一顆三等星。怎樣才能在夜空中找到牧夫座和獵犬座呢？在每年春末夏初之際，讀者如果注意觀察星空，可以先找到北斗七星，然後將北斗的斗柄三星沿弧線方向延長，可找到一顆光芒四射的亮星，它就是牧夫座最亮的α星——中名大角，其亮度為－0.1等，是一顆橘色的巨星，在全天亮星中排第四位，前三顆分別是天狼星、老人星和南門二。牧夫座由幾顆中等亮度的星組成，構成了一個五邊形，看上去，就像一個正在放飛的大風箏（或降落傘），大角星好似掛在大風箏下面的一盞明燈。每年5月2日子夜牧夫座的中心經過中天，它總是跟著大熊座後面升起。
牧夫座的大角與室女座α（角宿一）獅子座β這三顆亮星，構成一個巨大的三角形，稱作“春夜星空大三角”，在春季黃昏至上半夜天空中非常引注目。
在1718年英國天文學家哈雷將他在聖赫勒納島測定的恆星位置與古希臘天文學家喜帕恰斯測定的位置加以比較，結果發現大角星、天狼星、畢宿四、畢宿五等星有微小的位移變化，首次發現了“恆星不恆”，這種在天球上呈現的位移叫做恆星的自行，其數值的大小以每年移動多少角為單位。大角星的自行為2〞.281/年，是自行較大的恆星之一，它在1000年里在天球上移動0.5度，相當于一個月亮的視直徑。
人們起初通過小型天文望遠鏡觀測知道，牧夫座ε星是一顆美麗的雙星，兩顆星相距的角度為3角秒，一黃一藍。後來使用大型天文望遠鏡發現，還有一顆星圍繞著該雙星運轉，這種由三顆恆星結
合在一起的天體，叫做“三合星”。
在北斗七星的南面，距離牧夫星座不遠處是不夠明亮的獵犬座。它由幾顆暗淡的恆星組成，其中較亮些的亮星叫做常陳一。使用小型望遠鏡可觀測到一個美麗的星系——M51，是最早被發現的“旋

渦星雲”之一，後來知道它是一個河外星系，研究表明，M51實際上是一對星系，其中較大的一個常用的編號是NCC5194，距離我們約有3700萬光年，它具有很明顯的旋臂結構，由于NCC5194一支旋臂的塵埃遮往了左下方那個小星系（編號為NCC5195）的一部分，所以可以斷出小星系是在NCC5194的後方。有的天文學家懷疑NCC5194的旋臂結構可能是那個小星系引力拉扯下產生的，天文學家通過計算機模擬認為，這是兩個星系踫撞的結果。