Центр галактики містить компактний об'єкт із дуже великою масою (близько 4,3 мільйона M☉[15]), розташований у напрямі сузір'я Стрільця. Цей об'єкт має назву Стрілець A* (англ. Sagittarius A*)[16], більшість вчених вважають його надмасивною чорною дірою[17]. Існує припущення, що більшість галактик мають надмасивні чорні діри у своєму ядрі[18]. Навколо масивної чорної діри обертається чорна діра меншого розміру[19] з масою від 1000 до 10 000 M☉ і періодом обертання близько 100 років та декілька тисяч порівняно невеликих[20].
Для центральних ділянок Галактики характерна сильна концентрація зірок: у кожному кубічномупарсеку поблизу центру їх міститься багато тисяч. Відстані між зірками в десятки і сотні разів менше, ніж в околиці Сонця. Як і в більшості інших галактик, розподіл маси у Чумацькому Шляху є таким, що орбітальна швидкість більшості зірок цієї Галактики не залежить великою мірою від їх відстані від центру. Далі від центральної перемички та зовнішнього кола, звичайна швидкість зіркового обертання складає 210 — 240 км/год. Таким чином, орбітальний періодзвичайної зірки прямо пропорційний лише довжині шляху, який він проходить. Це твердження не справджується відносно сонячної системи, де різні орбіти мають суттєво різні швидкостіобертання, що підтверджує існування чорної матерії.
Вважається, що довжина галактичної перемички складає близько 27 000 світлових років[9]. Ця перемичка проходить крізь центр галактики під кутом 44 ± 10 градусів до лінії між нашимСонцем та центром галактики. Вона складається переважно із червоних зірок, яких вважають дуже давніми. Перемичку оточено кільцем, що має назву «Кільце у п'ять кілопарсеків». Це кільце містить більшу частину молекулярного гідрогену Галактики і є найактивнішим регіоном зореутворення у нашій Галактиці. Якщо вести спостереження із галактики Андромеди, то галактична перемичка Чумацького Шляху була б найяскравішою його частиною [21].