1.眾多的恒星，性質各異
銀河係內恒星眾多，性質各異，有些差異是由於恒星離我們遠近不同而造成的，我們在地球上看到太陽比一切恒星都亮得多，因為它離我們最近，為了比較各個恒星的性質，最好把它們放在同一距離處，為此，人們首先研究同屬一個球狀星團的恒星，它們到地球的距離差不多是一樣的，當把各個恒星的顏色作為橫坐標；把各個恒星的視亮度作為縱坐標時，不同恒星可用不同的點來表示，這樣就繪成了一張圖，結果發現，各個恒星在上的分布有一定的規律，這種圖稱為赫羅圖，圖中有兩個密集係列，一個從左上到右下，稱為主星序，另一個在右上角，稱為巨星序。
根據恒星演化的理論，主星序亮度由大變小時，恒星質量也由大變小，粗略地說，比太陽亮的恒星，恒星質量每增大一倍，發出的光要增大15倍，由於恒星發光的能量來自氫聚變為氦的熱核反應，因此能源與質量成正比，這樣，質量大一倍，壽命就要短1/7，太陽的年齡為50億年，一個很藍的O、B型恒星卻隻能存活幾百萬年，也就是說，它們是在太陽形成之後很久才剛剛誕生的“小娃娃”。
當恒星內的氫全部聚變為氦之後，恒星的內部收縮，並開始更新元素的聚變過程，恒星的外部向外膨脹，變成紅色，這就是巨星序上的紅巨星，它們與藍色的巨星幾乎同樣明亮，同樣顯得似乎很有生氣，其實它們是比太陽更衰老更接近死亡的老年恒星。
對於球狀星團以外的恒星，隻要能夠確定它們的距離或亮度，測出顏色，也同樣可以定出它們在赫羅上的位置。
2.恒星家族，一群群地誕生
在第二次世界大戰期間，對銀河係組成的研究取得了重大進展。
在此期間，德國天文學家巴德采用對紅光敏感的底片，詳細地研究了仙女座大星雲的中心區域，並得到了其中恒星的赫羅圖。仙女座大星雲是與銀河係相鄰近並且性質也相似的一個漩渦星係。巴德發現性質不同的恒星，分布在仙女座大星雲的不同部位，星係中心區域的恒星多數是老年的紅巨星，主序星很少，與銀河係中的球狀星團相似，但與太陽附近的恒星卻有明顯的不同。據此，巴德把處在星係不同部位的恒星，分成不同的兩組，並命名為星族Ⅰ和星族Ⅱ。
在銀河係的銀盤內，特別是在旋臂附近，存在著很多非常年輕的大質量恒星，即像參宿七那樣又藍又明亮的巨星，根據恒星演化的理論，它們隻能是不久前剛剛從氣體和塵埃組成的星雲中收縮而成的，有些恒星可能還在繈褓之中，正被濃密的星雲包圍著。巴德把這種與氣體和塵埃緊緊挨在一起，質量很大而年齡很小的恒星稱為星族Ⅰ。為了與各種中介情況加以區別，現在它們被稱為極端星族Ⅰ。
巴德認為球狀星團中的恒星與在銀核（即銀河係中恒星的分布最為密集之處）內的恒星性質相似，因為兩者的顏色都比較紅，它們當中最明亮的星都是紅巨星，所以說明它們都比較老，並把它們稱為星族Ⅱ。現代的研究表明，巴德的這種分析，把問題過分簡化了。作仔細的光譜分析後可以發現，銀核中的恒星和球狀星團中的恒星有一個重要的差別，那就是兩者的“金屬”含量有明顯的不同。兩個金屬含量差別很大的恒星，盡管它們的質量、亮度和表麵溫度相差不多，它們的光譜仍然明顯不同。在光譜的藍段，太陽型恒星的光譜有很多由重元素碳和鐵等所形成的強吸收線，而貧金屬的恒星，例如HD140283的光譜中除了氫的吸收線以外，別的吸收線很少。質量相同的恒星，貧金屬的恒星因為藍端缺少吸收線，因此平均光譜比較藍，從而年齡相近質量相近的恒星，也會因金屬豐度不同而有顏色的差別。仔細的觀察發現，銀核中的顏色比球狀星團還要更紅一些，表明球狀星團特別是離銀核很遠的球狀星團的金屬豐度最低，甚至隻有太陽的金屬含量的1/100，恒星離銀核越近，金屬豐度越高，這個奇怪的現象對於星係演化的研究有重要的意義。
按照性質（如年齡、化學成分、運動特性、空間分布等）的不同，把銀河係的恒星分成不同星族，這是研究銀河係組成的一個進步。現在，一般把銀河係的天體分為五個星族：暈星族（銀河係中最老的天體，金屬含量最少，僅約0.02%，主要分布在銀暈，銀盤也有）；中介星族Ⅱ（高速星）；盤星族（分布在銀盤和銀核，含金屬成分少）；中介星族Ⅱ（較老的星族，含金屬多，分布在銀盤）；旋臂星族（又叫極端星族Ⅰ，最年輕的恒星，隻有幾百萬年，最亮的是藍熱星，集中分布在銀道麵附近的旋臂中）。
銀河係的恒星總數雖達千億顆，但由於銀河係體積龐大，所以恒星的分布是很稀疏的，而且大部分恒星比較暗淡，發光不強。平均而言，銀盤內每立方光年內有0.0014個太陽質量，發出0.0017個太陽光度，恒星之間的平均距離是7光年（打個比喻，相當於兩個人相距千公裏，或在中國這塊土地上隻有一、二十人）。恒星的聚集方式也很不相同，有單個恒星，有雙星，三重星，星協和星團。在太陽的近鄰中，幾乎一半恒星處於多重星之中，這種成雙成組的現象表明，恒星很可能是一群群而不是一個個誕生的。
銀暈中一部分恒星分布在各球狀星團中，目前已觀測到100多個典型的球狀星團，每個包括一萬到十萬顆恒星，星團的範圍（直徑）約9到30秒差距，球狀星團的赫羅圖表明它可能是很老（指年齡）的結構。
3.恒星有大有小
習慣上常說“點點繁星”或“星光點點”，這是肉眼看見的樣子。實際上，恒星有的大，有的小，而且大小差別很大。
在知道一顆恒星的距離後，如果用精密儀器（如光學幹涉儀）去測出它的角直徑，那就可以計算出這顆星的大小了。目前隻能測量出少數的恒星的角直徑，而大量的恒星的大小，是應用其他的間接方法計算出來的。