银河系的直径约有10万光年，相当于9460800000万万公里。中间最厚的部分约3000～6500光年。银河系是太阳系所在的棒旋星系，呈椭圆盘形，具有巨大的盘面结构，最新研究表明银河系拥有四条清晰明确且相当对称的旋臂，旋臂相距4500光年。银河系的恒星数量约在1000亿到4000亿之间。
银河系自内向外分别由银心、银核、银盘、银晕和银冕组成。银河系中央区域多数为老年恒星(以白矮星为主)，外围区域多数为新生和年轻的恒星。周围几十万光年的区域分布着十几个卫星星系，银河系通过缓慢地吞噬周边的矮星系使自身不断壮大。
银河系有两个伴星系：大麦哲伦星系和小麦哲伦星系。它们都是本星系群的成员，并且是室女超星系团的一部分；而它又是组成拉尼亚凯亚超星系团的一部分。
2021年，国际研究团队利用美国国家航空航天局哈勃太空望远镜和欧洲航天局"盖亚"探测器对银河系进行了迄今最精确的"称重"，认为银河系质量大约相当于1.5万亿个太阳质量。
