2.近現代研究
18世紀中葉人們已意識到，除行星、月球等太陽係天體外，滿天星鬥都是遠方的“太陽”。賴特、康德和朗伯特最先認為，很可能是全部恒星集合成了一個空間上有限的巨大係統。
第一個通過觀測研究恒星係統本原的是威廉·赫歇爾。他用自己磨製的反射望遠鏡，計數了若幹天區內的恒星。1785年，他根據恒星計數的統計研究，繪製了一幅扁而平、輪廓參差、太陽居其中心的銀河係結構圖。威廉·赫歇爾死後，他的兒子約翰·赫歇爾繼承父業，將恒星計數工作範圍擴展到南半天。19世紀中葉，他開始測定恒星的距離，並編製全天星圖。1906年，卡普坦為了重新研究恒星世界的結構，提出了“選擇星區”計劃，後人稱為“卡普坦選區”。他利用1908-1912年勒維特發現的麥哲倫雲中造父變星的周光關係，測定了當時已發現有“造父變星”的球狀星團的距離。他在假設沒有明顯星際消光的前提下，於1918年建立了銀河係透鏡形模型，太陽不在中心。到20年代，沙普利模型已得到天文界公認。由於未計入星際消光效應，沙普利把銀河係估計過大。到1930年，特朗普勒證實星際物質存在後，這一偏差才得到糾正。
銀河係物質約90％集中在恒星內。1905年，赫茨普龍發現恒星有巨星和矮星之分。
1913年，赫羅圖問世後，按照光譜型和光度兩個參量，得知除主序星外，還有超巨星、巨星、亞巨星、亞矮星和白矮星五個分支。
1944年，巴德通過仙女星係的觀測，判明恒星可劃分為星族Ⅰ和星族Ⅱ兩種不同的星族。星族Ⅰ是年輕而富金屬的天體，分布在旋臂上。星族Ⅱ是年老而貧金屬的天體，沒有向銀道麵集聚的趨向。
1957年，根據金屬含量、年齡、空間分布和運動特征，進而將兩個星族細分為中介星族Ⅰ、旋臂星族(極端星族Ⅰ)、盤星族、中介星族Ⅱ和暈星族（極端星族Ⅱ）。
迄今已觀測到球狀星團132個，銀河星團1000多個，還有為數不少的星協。20世紀初，巴納德用照相觀測，發現了大量的亮星雲和暗星雲。1904年，恒星光譜中電離鈣譜線的發現，揭示出星際物質的存在。隨後的分光和偏振研究，認證出星雲中的氣體和塵埃成分。
近年來通過紅外波段的探測發現，在暗星雲密集區有正在形成的恒星。射電天文學誕生後，利用中性氫21厘米譜線勾畫出銀河係旋渦結構。
目前，人們對銀河係的起源這一重大課題還了解有限。因為這不僅要研究一般星係的起源和演化，還必須研究宇宙學。
銀河係演化的研究近年來才有一些成就。關於太陽附近老年恒星空間運動的資料表明，在原銀河星雲的坍縮過程中，最早誕生的是暈星族，它們的年齡是100多億年，化學成分是氫約占73％，氦約占27％。
而大部分氣體物質集聚為銀盤，並隨後形成盤星族。近年還從恒星的形成和演化、元素的豐度的變遷、銀核的活動及其在演化中的地位等角度探討銀河係的整體演化。20世紀60年代發展起來的密度波理論，很好地說明了銀河係旋渦結構的整體結構及其長期的維持機製。
以前，科學家一直認為，在地球所在的星係中，仙女座星係、銀河係和三角星係是三個最大的星係。其中仙女座最大，銀河係隻是仙女座的“小妹妹”，銀河係與仙女座星係的大小差不多。
近年來，國際天文學家研究發現，地球所在的銀河係比原來以為的要大，運轉的速度也更快。天文學家利用天文望遠鏡觀察得出結論：銀河係正以每小時90萬千米的速度轉動，比之前估計的快大約百分之十。銀河係的體積也比之前預計的大一半左右。
科學家觀測認為：仙女座星係正以每秒300千米的速度朝向銀河係運動，在30億至40億年後可能會撞上銀河係。但即使真的發生碰撞，太陽以及其他的恒星也不會互相碰撞，但是這兩個星係可能會花上數十億年的時間合並成橢圓星係。
科學家們也指出，體積越大，與鄰近星河發生災難性撞擊的可能性也增大。不過，即使發生也將是在二三十億年之後。