銀河系的直徑約為10光年，銀河系由3個部分組成。中心部分核球的直徑為3000光年，呈橢球形。銀盤是銀河系的主體，其直徑約8萬光年，中央厚約1萬光年，邊緣厚約3000～6000光年。由年齡不滿100億年且重金屬含量較高的星球組成。銀盤外是由稀疏的恒星和星際物質組成的球狀體稱為銀暈，約10萬光年。

根據已知長壽命放射性核的衰變時間(即半衰期)，從某些放射性中子俘獲元素的豐度數據可以測定銀河系中最年老恒星的年齡，從而定出銀河系的年齡。這種放射性年齡測定方法稱為核紀年法。例如，釷的半衰期是140億年左右。用當代最大的天文望遠鏡，加上高分辨率光譜儀，已經能夠檢測到恒星的釷，并作出相應的年齡估計。當然，這些恒星還不是銀河系中最早形成的恒星。銀河系中的第一代恒星具有非常大的質量，超過太陽質量的100倍。

在這樣的恒星內部，核聚變反應極其快速，甚至只持續幾百萬年，因此，這些最早形成的恒星已經死亡、消失了很長時間。但是，與銀河系的年齡相比，由于它們的形成時間與人們現代在銀河系中觀測到的最年老恒星的形成時間之差完全可忽略不計，因此，可以把這些最年老恒星的年齡看作銀河系的年齡。

據其他多種方法測定，從大爆炸算起，宇宙的年齡在140億年左右。假定從大爆炸到銀河系形成所相隔的時間為10億年，那么上述由核紀年法測定的銀河系年齡與宇宙年齡是相容的。依據歐洲南天天文臺(ESO)的研究報告，估計銀河系的年齡約為136億歲，差不多與宇宙一樣老。