体发射波长为21厘米的电波。当人们弄清楚了这些中性氢气云在银河系中的分布后，他们便推测了银河系的大致形状，认为那是一个旋窝星系。
1951年—科学家首次发现银河系有3条旋臂。将hii区的位置画在银河系图上，揭示了两个旋臂，分别是猎户臂及英仙臂，并在同年美国天文学会年会上发表，证明了银河系属于漩涡星系型态。
1957年，根据金属含量、年龄、空间分布和运动特征，进而将两个星族细分为中介星族1、旋臂星族（极端星族1）、盘星族、中介星族2和晕星族（极端星族2）。
1964年—美籍华裔科学家林家翘与徐遐生提出旋涡星系螺旋臂的维持密度波理论，初步解释了旋臂的稳定性，他们建议螺旋臂只是螺旋密度波的显示。
20世纪七八十年代，人们探测银河系一氧化碳分子的分布，又发现了第四条旋臂，它跨越狐狸座和天鹅座。1976年，两位法国天文学家绘制出这四条旋臂在银河系中的位置，分别是圆规座旋臂、盾牌座-半人马座旋臂、人马座旋臂和英仙座旋臂。
1971年英国天文学家林登·贝尔和马丁·内斯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。
1982年—美国天文学家贾纳斯和艾德勒完成对银河系434个银河星图的图表绘制，发表了每个星团的距离和年龄数字。他们发现，银河系并没有旋涡结构，而只是一小段一小段地零散旋臂，漩涡只是一种“幻影”，这里因为银河系各处产生的恒星总是沿银河系旋转方向形成一种“串珠”。而不断产生的新恒星连续地显现着涡旋的幻影。
1989年—太阳离银心到底有多远？这个所谓的“银心距”，对于银河系来说，是个基本的和重要的参数。自1918年以后的70来年间，一直有人根据球状星团的空间分布等方式进行探讨。许多人设法运用不同的方式研究。科学家们得出的数值不相同，最小为228万光年，最大为277万光年。1989年得出的结果是244万光年，上下可能各有3000光年的误差。照这样说来，太阳和太阳系天体都在银河系中比较靠近中间的地方。
2004年—天文学家使用甚大望远镜（vlt）的紫外线视觉矩阵光谱仪进行的研究，首度在球状星团ngc6397的两颗恒星内发现了铍元素。这个发现让他们将第一代恒星与第二代恒星交替的时间往前推进了2至3亿年，因而估计球状星团的年龄在134±8亿岁，因此银河系的年龄不会低于136±8亿岁。
2005年—科学家用斯皮策（史匹哲）红外太空望远镜对银河系中心进行了一次全景式扫描，他们分析了扫描得到的数据后认为，银河系的中心是一个棒状结构。天文学家说，这个棒状体长约27万光年，比早先的猜测长7000光年，它所指的方向相对于太阳和银心连线之间的夹角约为45°。这一研究成果证实了早先人们对银河系形状的猜想：银河系不是一个简单的旋涡星系，而是一个有棒状星核的sbc棒旋星系（旋臂宽松的棒旋星系），总质量大约是太阳质量的6,000亿至30,000亿倍。有大约1000亿颗恒星。银河的盘面估计直径为10万光年，太阳至银河中心的距离大约是26万光年，盘面在中心向外凸起。
2006年—银河系银晕的外面还有一个范围更大的物质分布区——暗晕，那是现今科学家们十分关注的地方，因为暗晕中可能存在着大量的暗物质。2006年1月，科学家宣布说，他们已证实银河系发生了弯曲变形，而导致其变形的力量来自环绕其外围的暗物质激荡。科学家解释说，暗物质虽然看不见，但它们的质量可能是银河系中可见物质的20倍，所以对银河系中天体的影响是不可小视的。
2008年—另外一个令人关注的问题是“人马座a（sagitta
ia）”：一个让人困惑多年的位于银心的射电发射源。天文学家一直怀疑那是存在于银河系中心的巨大黑洞，但始终没得到确凿的证实。
2008年，科学家宣布说，他们通过观测证实银心中的确存在着黑洞。科学家花了16年时间在智利的欧洲南方天文台追踪围绕银心运行的28颗恒星，从而证实了黑洞的存在，因为黑洞影响着这些恒星的运行。探测表明，这个名为“人马座a”的巨型黑洞，其质量是太阳的420万倍，距离地球大约26万光年。