人们最早了解到银河系的运动是在公元17世纪末，由德国天文学家约翰·基普尔斯发现。他在观测天体运动时发现，天体的轨道并不是简单的圆圈，而是椭圆形，这启示他认为，太阳并不是宇宙万物的中心，而是处于一条较大的天体群——银河系的中心。
后来人们进一步发现，银河系是以中心区域的黑洞为中心点，以一种由内向外的旋转方式运转的。这个发现得益于利用先进的望远镜和太空探测器对银河系的深入研究。
随着科技的发展，人们逐渐发现：银河系薄薄的中间凸起的银盘中，分布了多数物质，他们主要是恒星，也有部分气体和尘埃。圆盘的中心平面称为“银道面”，银盘中心凸起的部分称为银河系的“核球”，核球呈椭圆形，其中心很小的致密区叫“银核”。分部在银盘外面的是一个范围广大，近似球状的系统，叫作“银晕”。相对于银盘来说，银晕中的物质密度低得多，外面还有银晕，其物质密度更低，大致呈球形。
从圆盘上面俯视的银河系颇似水中的漩涡，银河系核球就是漩涡中心，他向外伸展出几条旋臂，他们是银盘内年轻恒星，气体和尘埃集中的地方，也是一些气体尘埃凝聚形成年轻恒星的地方。迄今为止，已经发现英仙臂，猎户臂，人马臂等存在于银河系中。太阳就在猎户臂内侧。一般说来，旋臂内的物质密度比旋臂大约高出10倍。恒星约占旋臂内的一半质量，气体和尘埃占另一半。
