El conocimiento del centro de la Galaxia se basa en observaciones radio e infrarrojas. En la región óptica el centro está bloqueado por las nubes oscuras del brazo espiral de Sagitario aproximadamente a 2 kpc de nosotros. El centro de nuestra Galaxia es interesante estudiarlo porque puede ser una versión a pequeña escala de los núcleos activos mucho más violentos de algunas galaxias externas. Ya que las galaxias activas contienen un agujero negro supermasivo de 10⁷ M_¤ (Ver: cuasares y otras galaxias activas) puede ser que también haya un gran agujero negro en el centro galáctico.

Al acercarse al centro galáctico la densidad estelar continua aumentando hasta un pico central (en el núcleo galáctico hay una densidad estelar de unas 50 000 estrellas por parsec cúbico, un millón de veces mayor que en la vecindad solar). En contraste, el gas galáctico tiene un agujero central de radio unos 3 kpc. Según algunos modelos el bulbo central de la Galaxia tiene forma de barra, cuyo efecto es canalizar el gas dentro del núcleo galáctico dejando una zona libre de gas a un radio mayor.

Dentro del agujero central hay un disco de gas nuclear denso, su radio es de 1.5 kpc en hidrógeno neutro, pero la mayor parte de su masa es molecular y concentrada dentro de 300 pc del núcleo. La masa molecular de gas es del orden de 10⁸ M_¤ , o el 5% de la masa molecular total de la Galaxia, estas nubes moleculares están probablemente confinadas por la presión del gas de los alrededores que es muy caliente, T = 10⁸ K. Este gas caliente puede expandirse verticalmente formando un viento galáctico, el gas perdido por el viento o por formación estelar es repuesto por gas que cae de las partes más exteriores o de radio mayor.

Los 10 pc centrales corresponden a la fuente de radio continuo Sgr A y a un cúmulo estelar denso que se observa en infrarrojo. Hay también gas molecular con movimientos complejos y signos de formación estelar activa. Dentro de Sgr A hay una fuente de radio continuo puntual única conocida como Sgr A*, su posición dentro de 1" coincide con el centro del cúmulo de estrellas que es mucho más denso que cualquier otro observado en el disco galáctico. Sí el centro galáctico contiene un agujero negro Sgr A* es el candidato.

La luminosidad del centro galáctico puede deberse al cúmulo de estrellas central, aunque no se excluye la posibilidad de la existencia de un gran agujero negro. La distribución de masa central se puede estimar modelando los movimientos observados de las estrellas y el gas, el mejor ajuste con las observaciones se obtiene con los modelos que tienen una distribución de masa extensa, junto con una masa puntual de unos pocos 10⁶ M_¤ . El tamaño de Sgr A* es menos de 10 ua, la explicación más plausible para esta estructura compacta es que Sgr A* es un agujero negro de unos pocos millones de masas solares.