136亿年前，银河系开始形成，并逐渐生出四条主要的“手臂”，分别是英仙臂、船底-人马臂、矩尺臂和盾牌-半人马臂。而旋臂是银河系里新恒星诞生的摇篮，每年都会有约十颗新恒星生成。
上图：银河系结构简图
我们的太阳系则坐落于较短的猎户座旋臂靠近内侧边缘的位置上，位于英仙座旋臂和人马座旋臂之间。距离银河系中心约2.64万光年，逆时针旋转，每2.2亿年绕银心一周。因此在地球上，我们无法看到银河系的全貌，但科学家依旧有办法描绘银河系的样子。
上图：银河系大尺度结构的示意图
20世纪初，美国威尔逊山天文台建成了当时世界上口径最大天文望远镜。从此，天文学家把以银河为表观现象的恒星系统称为银河系。
1918年，依旧是威尔逊山天文台，建造了一座口径2.54m的反射望远镜——胡克望远镜。随后经过4年的观测，美国天文学家H.沙普利提出太阳系应该位于银河系的边缘，且银河系的中心应在人马座方向。又过了29年，摩根提出银河是螺旋形的。
上图：威尔逊山天文台
2003年，斯皮策太空望远镜升空，是人类送入太空的最大的红外望远镜，也是大型轨道天文台计划的最后一台空间望远镜。通过对太阳系的小行星，以及可观测宇宙边缘的遥远星系进行了逾10年的研究后，首次在一张巨幅全景图上将所有星辰的图片拼接再现。确定银河系是个扁平的螺旋盘，太阳系位于其中一个螺旋臂上。
上图：斯皮策太空望远镜绘制的银河系红外扫描全景图
2008年，科学家通过观测证实，银心中的确存在着黑洞。2020年03月25日，英国科学家，达勒姆大学天体物理学家艾丽丝·迪森及其同事利用银河系附近星系，找到了银河系的边界。将银河系直径精确测定为190万光年，误差不超过40万光年。
上图：银河系全景图
2020年04月21日，南京大学发布消息：由美国哈佛-斯密松天体物理中心资深天文学家、美国科学院院士马克·里德和南京大学天文与空间科学学院教授郑兴武联合撰写的文章，总结了由他们两人及德国卡尔·门滕教授所领导的国际团队，历经15年时间对银河系结构潜心研究的成果。
该团队绘制出了尺度为10万 10万光年的全新银河系结构图，是迄今最精确的银河系结构图，彻底解决了银河系究竟有几条旋臂的重大科学问题。
上图：银河系结构图 郑兴武和马克·里德供图
直到最近，NASA科学家又发现，银河系的船底-人马旋臂上有一个"断裂"，是一组伸出来的恒星和气体云——包括泻湖星云和鹰状星云，是人马座臂著名的“创世之柱”的所在地。研究已发表在《天文学与天体物理学》杂志上。
他们将这一“断裂”描述为像从木头上伸出来的一个碎片。同时，NASA在一份新闻稿中称其：“绵延约3000光年，是第一个被确认的主要结构，其方向与旋臂的方向有巨大的差异。”
上图：斯皮策太空望远镜
NASA研究人员的数据依旧来自已经退役的斯皮策太空望远镜，以及欧洲航天局盖亚太空观测站。他们通过定位新生的恒星并测量与它们的距离，进一步分析了旋臂不同区域的速度和俯仰角后，发现了这部分俯仰角为60 的恒星。但根据之前盖亚卫星恒星数据建立的银河系模型显示，人马座臂的俯仰角仅约为12 度左右，就好像这部分恒星不属于这条旋臂。
上图：像一条断臂一样伸出来，该地区是鹰星云、欧米茄星云、三裂星云和泻湖星云的所在地。
除此之外，“断臂”中数十万颗恒星，似乎也以相同的速度和方向运动着。这表明那里的恒星可能在同一时间形成并且受到相同的引力影响。换句话说，是有一些外力将这些星云拉成一条长长的直线。但对于是什么让这些年轻的恒星摆脱束缚并离开旋臂，科学家也没有答案。
上图：从左到右，老鹰星云、欧米茄星云、三叉星云和泻湖星云
既如此，银河系的未来将何去何从？
根据当前的观测，仙女星系（M31）正以每秒300公里的速度冲向银河系，因此科学家普遍认为在30亿 40亿年后仙女星系可能会与银河系相撞。但即使真的发生碰撞，太阳以及其他的恒星也不会相撞，但是这两个星系可能会花上数十亿年的时间合并成椭圆星系。
上图：仙女座大星系，少数蓝移星系之一，它正在靠近银河系。
除此之外，银河系还正在以每秒600公里的速度向巨引源狂奔。这个“巨引源”的力量异常强大，位于拉尼亚凯亚超星系团的引力中心。可吸引数亿光年内的星系等天体，包括银河系、仙女座星系等至少500个星系团，星系数量超过10万个，就连2.6亿光年以外的天体，都被它的引力吸引而向它坠落。
但以银河系的速度，想要抵达巨引源，很可能依旧需要上千亿年。与此同时，还有科学家表示，如果扣除宇宙膨胀速度，实际上银河系正在远离巨引源。不过真到那个时候，太阳系早已消失，人类或许也已灭绝，反正是无法见证那一刻了。