当人们知道天上的星星，都是一个个大大小小的太阳时，于是便有人提出众多的星星在天空里有可能组成一个很大的系统。曾以发现天王星而驰名于世的赫歇耳，首先开始了这方面工作，——研究恒星在空间分布的情况。他在望远镜里一个个地数着星星，计数了117，600 颗星之后，他画出一张恒星系统结构图。据此人类获得第一幅银河系的结构图像，证实了比太阳系更高一级的天体系统——银河系的客观存在。这一发现是人类认识宇宙进程中一个重要里程碑。
赫歇耳所描绘的银河系，太阳位于银河系的中心。1918 年沙普利开始研究这个问题，他发现近百个球状星团在空间分布呈圆球状，这个圆球的中心正好在人马座方向上。他联想起人马座那段银河最亮最密集的现象，因此，他断定：太阳并不在银河系的中心，银河系的中心应该在人马座方向上。从而修正了赫歇耳的论断。
今天人们对银河系的情况了解得更多了。银河系是由众多的恒星、星团及其他天体组成的一个十分庞大的天体系统。假如我们到宇宙的某个星体上，再回首眺望银河时，我们就能看到一个从未见过的奇景。只见一个金碧辉煌、形状扁平的大圆盘，在天空的一角里闪耀着光芒，仿佛一只水晶盘内盛满了无数晶莹可爱的夜明珠一样。这个扁平的圆盘，是银河的主体，称为“银盘”。银盘内的星比盘外要密得多。盘中央厚度为1 万光年。边上较薄为5 千光年（在太阳处）。银盘的直径约8 万光年。这个盘子有多大啊！简直难以想象。在银盘中心，众星密集，谓之银核，银河系80％的质量都集中在这一部分。在银盘外面，球状星团及少许恒星稀疏地点缀在它的四周，形成一个球形空间——银晕。银晕的直径为10 万光年。在银晕之外还有一个由稀薄气体组成的银冕。
近年来天文学家发现，银河系属旋涡星系在圆周的核心外面，它伸出几条弯曲的“旋臂”缠绕在核的四周。太阳系正位于其中一条旋臂的边缘上，离银河系中心33000 光年远。
整个银河系围绕其核心轴旋转，但各处旋转的速度各不相同，近中心的地方快，而离中心愈远的地方愈慢。太阳绕行一周大约需2.5 亿年，而运行的路程长达20 万光年。
银河系中的星星至少有1000 亿颗，整个银河系的总质量大约是太阳质量的800 亿倍。
太阳系位于银河系中心边缘半径的3／5 处，我们在地球上看到的是银河系的侧面，因此银河系就呈现为一条带状态的银河了。