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。
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3000亿颗星体，其中恒星大约2000亿颗，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。
旋涡星系M83，它的大小和形状都很类似于我们的银河系。银盘外面是由稀疏的恒星和星际物质组成的球状体，称为晕轮，直径约16万光年。
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。
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。天文学家观测发现在银河系最中心的长宽高各一秒差距（3.26光年）空间内分布着高达4200万颗恒星，或者说那里的恒星密度高达每立方光年有28.9万颗恒星，比我们太阳系附近的恒星密度高了7200万倍。核球中心有一个很小的致密区，叫做银核。银盘外面是一个范围更大，近于球形的区域，其中物质密度比银盘中低得多，叫做银晕。银晕外面还有银冕，它的物质分布大致也呈球形。
2005年，银河系旋臂的结构被观测到。银河系按哈勃分类应该是一个巨大的棒旋星系SBc（旋臂宽松的棒旋星系）