Stavbu našej hviezdnej sústavy, Galaxie, začali podrobnejšie skúmať už koncom 18. a začiatkom 19. Storočia F. W. Herschel a jeho Syn John Frederick William Herschel (Sir John, 1792-1871). V schéme F. W. Herschela z roku 1784, ešte celkom nepresnej, má Galaxia sploštený tvar a Slnko je v strede celej hviezdnej sústavy. Roku 1847 vyslovil F. G. W. Struve jasne formulovanú predstavu, že hviezdy sa koncentrujú k Mliečnej ceste, ktorou prebieha hlavná rovina celej našej hviezdnej sústavy. Porovnaním svojho teoretického odhadu počtu hviezd pozorovateľných ďalekohľadom so skutočne pozorovaným, oveľa nižším počtom hviezd dospel Struve k záveru, že medzihviezdny priestor nemožno pokladať za absolútne priezračný. Roku 1859 sa prvýkrát zaoberal problémom rotácie celej hviezdnej sústavy Marian Albertovič Kovaľskij (1821-1884). Švédsky astronóm Johann August Hugo Gyldén (1841-1896) objavil roku 1871 zákonitosti v pohyboch hviezd, ktoré by mohli byt dôsledkom rotácie Galaxie, a na základe toho určil smer stredu našej hviezdnej sústavy.

Katalógy hviezd a údaje pozorovaní, ktoré boli v tomto období k dispozícii, nestačili ešte na definitívne vyriešenie otázky skutočnej štruktúry a rotácie Galaxie. Bolo pritom zrejmé, že vzhľadom na veľký počet hviezd nie je nádej získať obraz o štruktúre hviezdnej sústavy meraním presných polôh a vzdialeností všetkých hviezd. V astronomickom výskume sa tak prvý raz začali používať štatistické metódy a štruktúra Galaxie sa začala skúmať na základe reprezentatívnych vzoriek hviezd z rôznych smerov Galaxie.

Exaktné stelárno štatistické základy výskumu Galaxie vybudovali začiatkom 20. storočia Hugo von Seeliger (1849-1924) a J. C. Kapteyn. Ich metódy, vychádzajúce z pozorovaného počtu hviezd do určitej hviezdnej veľkosti vo vybraných smeroch oblohy (Kapteynove polia), definitívne potvrdili, že naša hviezdna sústava má veľmi sploštený tvar. Slnko zostávalo naďalej v strede, resp. takmer v strede hviezdnej sústavy. Podstatný pokrok vo výskume štruktúry Galaxie dosiahol roku 1918 Harlow Shapley (1885-1972) zistením presných vzdialeností 69 guľových hviezdokôp. Shapley dokázal, že Slnko sa nachádza veľmi ďaleko od centra hviezdnej sústavy, ležiaceho v smere súhvezdia Strelec vo vzdialenosti takmer 40 000 svetelných rokov (novšie určené spoľahlivejšie hodnoty tejto vzdialenosti sa len málo líšia od hodnoty, ktorú odvodil).