在银河系里大多数的恒星集中在一个扁球状的空间范围内，扁球的形状好像铁饼。扁球体中间突出的部分叫“核球”，半径约为7000光年。核球的中部叫“银核”，四周叫“银盘”。在银盘外面有一个更大的球状区域，那里恒星少，密度小，被称为“银晕”，直径为7万光年。
过去银河系被认为与仙女座星系一样是一个旋涡星系，但最新的研究表明银河系应该是一个棒旋星系。
银河系的90%的物质为恒星。恒星的种类繁多，按照物理性质、化学组成、空间分布和运动特征，恒星可以分为五个星族。最年轻的极端星族Ⅰ恒星主要分布在银盘里的旋臂上；最年老的极端星族Ⅱ恒星则主要分布在银晕里。
恒星常聚集成团。除了大量的双星外，银河系里已发现了一千多个星团。银河系里还有气体和尘埃，其含量约占银河系总质量的10%，气体和尘埃的分布不均匀，有的聚集为星云，有的则散布在星际空间。
20世纪60年代以来，发现了大量的星际分子，如一氧化碳、水等。
分子云是恒星形成的主要场所。银河系核心部分，即银心或银核，是一个很特别的地方。它发出很强的射电辐射、红外辐射、X射线辐射和γ射线辐射，性质尚不清楚，那里可能有一个巨型黑洞，据估计其质量可能达到太阳质量的400万倍。
1971年英国天文学家林登·贝尔和马丁·内斯曾分析了银河系中心区的红外观测和其他性质，指出银河系中心的能源应是一个黑洞，并预言如果他们的假说正确，在银河系中心应可观测到一个尺度很小的发出射电辐射的源，并且这种辐射的性质应与人们在地面同步加速器中观测到的辐射性质一样。三年以后，这样的一个辐射源果然被发现了，这就是人马座A。
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人马座A有极小的尺度，只相当于普通恒星的大小，发出的射电辐射强度为2*10（34次方）尔格秒，它位于银河系动力学中心的0.2光年以内。
它的周围有速度高达300千米秒的运动电离气体，也有很强的红外辐射源。已知所有的恒星级天体的活动都无法解释人马A的奇异特性，因此，人马A似乎是大质量黑洞的最佳候选者。但是由于当前对大质量的黑洞还没有结论性的证据，所以天文学家们谨慎地避免用结论性的语言提到大质量的黑洞。
我们的银河系大约包含两千亿颗星体，其中恒星大约1，000亿颗，太阳就是其中典型的一颗。银河系是一个相当大的棒旋星系，它由三部分组成，包括包含旋臂的银盘，中央突起的银心和晕轮部分。
银河系也有自转。太阳系以250千米秒速度围绕银河中心旋转，旋转一周约2.2亿年。银河系有两个伴星系：大麦哲伦星系和小麦哲伦星系。
天文学家玛丽亚·格曼认为通过对银河系恒星集群盘面的研究表明，银河系内围的恒星集群年龄较大，而外围的恒星则更加年轻，可以推测银河系的形成过程从内部开始，后来逐渐演化到10万光年以上的直径。
科学家称本次调查还发现新的证据，银河系在成长过程中还吞并了许多小星系，来自其他星系的天体汇入了银河系的内部。曾经史蒂芬·霍金声称自己的观测表明银河系中心是一个巨大的黑洞。
2013年6月NASA公布了1.6亿像素容量为457MB最清晰银河图。
银河系物质的主要部分组成一个薄薄的圆盘，叫做银盘。银盘中心隆起的近似于球形的部分叫做核球，在核球区域恒星高度密集。