A Via Láctea tem cerca de 80 mil anos-luz de comprimento (um ano-luz é igual a 9,5 trilhões de quilômetros) e contém mais de 100 bilhões de estrelas. A Terra está situada a 26 mil anos-luz de seu núcleo.
Em noites límpidas e sem lua, longe das luzes artificiais das áreas urbanas, pode-se ver claramente no céu uma faixa nebulosa atravessando o hemisfério celeste de um horizonte a outro. Chamamos a essa faixa “Via Láctea”, devido à sua aparência que lembrava aos povos antigos um caminho esbranquiçado como leite. Sua parte mais brilhante fica na direção da constelação de Sagitário, sendo melhor observável no Hemisfério Sul durante as noites de inverno.
No início do século XVII, Galileo Galilei (1564-1642), ao apontar seu telescópio para a Via Láctea, descobriu que ela consistia de uma multitude de estrelas. No final do século XVIII, o astrônomo alemão William Herschel (1738-1822), que já era famoso por ter descoberto o planeta Urano, mapeou a Via Láctea e descobriu tratar-se de um sistema achatado. Segundo seu modelo, o Sol ocupava uma posição central na galáxia, mas hoje sabemos que essa conclusão estava errada. A primeira estimativa do tamanho da Via Láctea foi feita no início deste século, pelo astrônomo holandês Jacobus Kapteyn (1851-1922). Na segunda década deste século Harlow Shapley (1885-1972), estudando a distribuição de sistemas esféricos de estrelas chamados aglomerados globulares, determinou o verdadeiro tamanho da Via Láctea e a posição periférica do Sol nela.
A estrutura da Via Láctea foi determinada através de observações em comprimentos de onda longos, como rádio e infravermelho, que podem penetrar a poeira presente no plano da galáxia. Com base nessas observações, os astrônomos chegaram à conclusão de que nossa Galáxia tem a forma de um disco circular, com diâmetro de 30 000 pc (100 000 anos-luz) e espessura de 300 pc aproximadamente. O disco está embebido em um halo esférico formado pelos aglomerados globulares e aparentemente grande quantidade de matéria não luminosa. O halo esta centrado no núcleo da galáxia, uma região esférica de aproximadamente 1000 pc de raio, chamada bojo nuclear. O Sol órbita o centro da galáxia a uma distância de aproximadamente 8500 pc. Da posição do Sol, onde estamos, a Galáxia é vista de perfil, daí a forma de faixa.
O disco da galáxia contém, além das estrelas, a matéria interestelar, formada por gás e poeira, que constituem o material do qual as estrelas se formam. O gás interestelar é constituído na maior parte por hidrogênio neutro, que é não luminoso. Mas perto de estrelas muito quentes e massivas, o hidrogênio é ionizado pela radiação ultravioleta provinda das estrelas, e brilha por fluorescência, formando nebulosas gasosas brilhantes, chamadas Regiões HII. Um exemplo desse tipo de nebulosa é a Nebulosa de Órion.
O hidrogênio neutro emite uma linha espectral no comprimento de onda de 21 cm, que é usada para mapear a distribuição desse gás e que teve um papel chave na determinação da estrutura espiral da Galáxia.
As observações de nossa própria galáxia podem ser comparadas com observações de outras galáxias que também têm matéria interestelar. Nessas galáxias se vê que as nebulosas gasosas geralmente se encontram distribuídas em uma estrutura espiral. Parece então razoável supor que nossa Galáxia também tem uma estrutura espiral, mas fica muito difícil para nós visualizá-la já que estamos dentro do próprio disco galáctico, e cercados de poeira interestelar que bloqueia a luz. No entanto, podemos ter alguma idéia sobre a localização dos braços espirais usando as Regiões HII como mapeadores dos braços. Estudos no óptico e no rádio indicam que nossa Galáxia tem quatro braços espirais principais. O Sol está na borda interna de um braço pequeno chamado “braço de Órion”, que contém, entre outros aspectos marcantes, a Nebulosa de Órion. Internamente ao braço de Órion, encontra-se o braço de Sagitário, e externamente encontra-se o braço de Perseu. O quarto braço, que não tem um nome, parece estar entre o braço de Sagitário e o centro galáctico, mas é muito difícil de detectar por ter sua emissão misturada à emissão do centro da Galáxia.
O Sol, as outras estrelas, as nebulosas gasosas, e tudo o que faz parte da galáxia, gira em torno do centro galáctico movido pela atração gravitacional da grande quantidade de estrelas ali concentradas, da mesma forma que os planetas giram em torno do Sol. Observando o movimento de rotação de uma estrela qualquer, podemos determinar aproximadamente a massa da Galáxia, desde que saibamos a distância dessa estrela ao centro galáctico.
Portanto, considerando o Sol como uma estrela de massa típica, a Via Láctea tem aproximadamente 100 bilhões de estrelas.
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