銀河係由無數恒星和大量的星團、星雲組成，還有各種類型的星際氣體和星際塵埃。在銀河係裏，大多數恒星集中在扁球狀的空間範圍內，扁球的形狀如同鐵餅，其中間突出的部分是核球，核球的中部叫“銀核”，四周叫“銀盤”。
銀河係由1000億～2000億顆恒星組成，它是具有4條旋臂的巨型旋渦星係。銀河係的範圍遠遠超過了明亮恒星盤的暗物質，其質量是太陽質量的10000億倍，是銀河係全部恒星質量的總和的10倍。銀河係整體做較差自轉，太陽附近的自轉速度是220千米每秒，太陽繞銀心運轉一周需要2.5億年。銀河係到底誕生了多少年，它的年齡是多少？目前大多數人認為，在宇宙誕生的大爆炸之後不久，銀河係就已經誕生，現在銀河係的年齡大約為145億歲，其上下誤差不會超過20多億年，也就是說，銀河係最大165億歲，最小125億歲。
銀河係廣闊無邊
銀河是銀河係的主體部分，它橫跨整個星空，發出淡淡的光。銀河在天空中勾畫出不規則的光帶，其最寬處30度，最窄處4～5度，平均20度，這就是通常所說的銀道帶。銀河以天鷹座與天赤道的相交點為起點，在北半天球經天鵝、蠍虎、仙王、仙後、英仙、禦夫、金牛、雙子和獵戶等星座，在天赤道與麒麟座相交，在南半天球經大犬、船尾、船帆、船底、南十字、半人馬、圓規、矩尺、天蠍、人馬和盾牌等星座，再重返起點星座天鷹座。銀河的有些部分很明亮，如人馬和盾牌座附近；有些部分很昏暗，如天鷹和天鵝座附近。
銀河係中的太陽位於人馬座和英仙座之間的獵戶座上，距離銀心2.8萬光年，直徑8萬光年，中間部分厚度0.6萬光年，太陽附近銀盤的厚度0.3萬光年。銀河係產生的時候，星係核的活動引起了旋臂的形成。有個更大的球形位於銀盤的外麵，那裏的星球數量非常少，它就是我們通常說的銀暈，其直徑為7萬光年。銀暈彌散在銀盤周圍，這裏分布著由老年恒星組成的球狀星團，恒星的密度不是很多。有些人認為，銀暈並非銀河的最外層，在其外麵還存在著巨大的呈球狀的射電輻射區，其範圍至少延伸到距銀心32萬光年遠的地方，也就是銀冕。
銀河係中的暗星雲
地球和太陽都位於銀河係，銀河係的發現經曆了漫長的過程。望遠鏡發明以後，伽利略利用望遠鏡對銀河進行觀測，發現銀河的組成部分是恒星。賴特、康德和朗伯等在對銀河係進行觀測之後，認為銀河和全部恒星可能集合成巨大的恒星係統。18世紀後期，赫歇耳自製了反射望遠鏡，並且開始計算恒星的數量，以此來確定恒星係統的結構和大小。赫歇耳去世後，其子小赫歇耳繼承父業，對恒星係統進行了深入研究，恒星計數的工作擴展到南天。20世紀初，天文學家確定了銀河係，即以銀河為表觀現象的恒星係統。
應用統計視差的方法，卡普坦測定了恒星的平均距離，並且對恒星進行計數，得出了銀河係的模型：銀河係呈圓盤狀，直徑2.6萬光年，厚0.65萬光年，太陽位於模型的中心。應用造父變星的周光關係，沙普利測定球狀星團的距離，從其分布對銀河係的結構和大小進行研究。沙普利認為銀河係的直徑是26萬光年，太陽離銀心6.5萬光年。因為沙普利在計算距離時，沒有將星際消光考慮在內，所以導致這些數值偏大。20世紀20年代，人們發現了銀河係的自轉，沙普利的銀河係模型因為符合這個規律，最終得到了世界範圍的認可。
斯特魯維是最早研究銀河係自轉的人，1887年，他利用自行數據研究銀河係自轉。由於資料少，斯特魯維的研究不夠精確，銀河係自轉沒有得到世人的肯定。1924年，斯特隆堡提出了銀河係自轉的假設。1927年，奧爾特推出了銀河係較差自轉的公式，並通過對恒星視向速度進行分析，證實了銀河係的自轉。20世紀40年代，光學觀測應用到銀河係的自轉上，但是這種方法有很大局限性。在以後的歲月中，射電天文學逐漸興起，銀河係裏觀測到了21厘米譜線。根據中性氫21厘米譜線的位移，可以求得中性氫雲的視向速度，銀河係的自轉速度就此推算出來。