Hệ Mặt Trời nằm trong dải Ngân Hà, một thiên hà xoắn ốc có thanh với đường kính khoảng 100.000 năm ánh sáng và chứa khoảng 200 tỷ ngôi sao.[101] Mặt Trời nằm ở 1 trong các nhánh xoắn ốc rìa ngoài của Ngân Hà, gọi là nhánh Lạp Hộ hay Móng Địa phương (Local Spur).[102] Khoảng cách từ Mặt Trời đến trung tâm thiên hà vào khoảng 25.000 và 28.000 năm ánh sáng,[103] nó chuyển động với vận tốc 220 km/s, và hoàn tất 1 chu kỳ trong khoảng 225-250 triệu năm. Chu kỳ này được gọi là năm thiên hà của hệ Mặt Trời.[104] Nhật đỉnh (solar apex), điểm chỉ hướng di chuyển của Mặt Trời trong không gian liên sao, nằm gần chòm sao Hercules theo hướng của vị trí hiện tại của ngôi sao sáng Vega.[105] Mặt phẳng chứa đường hoàng đạo của hệ Mặt Trời (mặt phẳng hoàng đạo) nghiêng 1 góc khoảng 60° so với mặt phẳng thiên hà.[f]

Vị trí của Thái Dương hệ trong thiên hà cũng là 1 nhân tố quan trọng trong sự tiến hóa của sự sống trên Trái Đất. Quỹ đạo của hệ có hình gần tròn và hệ quay với vận tốc bằng với vận tốc của các nhánh xoắn ốc, điều này có nghĩa là khả năng hệ Mặt Trời đi xuyên qua nhánh xoắn ốc là rất hiếm. Mặt khác các siêu tân tinh nguy hiểm tiềm tàng ở trong nhánh xoắn ốc cũng nằm ở xa Thái Dương hệ, điều này cho phép Trái Đất có 1 chu kỳ dài về sự ổn định của môi trường liên sao giúp cho sự sống tiến hóa.[106] Hệ Mặt Trời cũng nằm ở phía ngoài của vùng tập trung đông đúc các ngôi sao trong trung tâm Ngân Hà. Khi ở gần trung tâm thiên hà, lực kéo hấp dẫn từ các sao ở gần gây nhiễu loạn các vật thể thuộc đám mây Oort và đẩy nhiều sao chổi về phía hệ Mặt Trời bên trong, làm tăng khả năng xảy ra những va chạm thảm họa giữa Trái Đất và các vật thể gây hủy hoại sự sống. Bức xạ với cường độ mạnh từ trung tâm thiên hà cũng tác động mạnh đến sự phát triển của các tổ chức sống phức tạp.[107] Ngay cả với vị trí của hệ Mặt Trời hiện nay, một số nhà khoa học giả thuyết là những vụ nổ siêu tân tinh gần đây cũng ảnh hưởng đến sự sống trong quá khứ 35.000 năm trước do những mảnh vụn từ siêu tân tinh, hạt bụi chứa phóng xạ mạnh và các sao chổi kích thước lớn hướng về phía Mặt Trời.[108]

Môi trường lân cận

Môi trường lân cận của hệ Mặt Trời trong thiên hà còn được gọi là Đám mây liên sao địa phương hay Bông Địa phương, 1 vùng đám mây đậm đặc nằm trong 1 vùng thưa thớt hơn gọi là Bong bóng địa phương, 1 hốc có hình dáng chiếc đồng hồ cát trong môi trường liên sao với kích cỡ gần 300 năm ánh sáng. Bong bóng này bị xáo trộn bởi plasma nhiệt độ cao cho thấy nó là sản phẩm của một vài vụ nổ siêu tân tinh gần đây.[109]

Có tương đối ít các ngôi sao trong vòng 10 năm ánh sáng (95.000 tỷ km) so với Mặt Trời. Những sao gần nhất là hệ 3 ngôi sao Alpha Centauri, nằm cách xa 4,4 năm ánh sáng. Alpha Centauri A và B là cặp sao có kích cỡ gần bằng Mặt Trời nằm gần nhau, trong khi sao lùn đỏ nhỏ Alpha Centauri C (còn gọi là Proxima Centauri) quay quanh cặp sao này ở khoảng cách 0,2 năm ánh sáng và là ngôi sao gần Mặt Trời nhất. Những ngôi sao gần tiếp theo là sao lùn đỏ Barnard (cách xa 5,9 năm ánh sáng), Wolf 359 (7,8 ly) và Lalande 21185 (8,3 ly). Ngôi sao lớn nhất trong vòng bán kính 10 năm ánh sáng là Sirius, 1 ngôi sao sáng trong dãy chính với khối lượng gần bằng 2 lần khối lượng Mặt Trời. Sao lùn trắng Sirius B quay quanh ngôi sao này. Hệ sao đôi này nằm cách Mặt Trời 8,6 năm ánh sáng. Còn lại là hệ sao đôi lùn đỏ Luyten 726-8 (8,7 ly) và 1 sao lùn đỏ Ross 154 (9,7 ly).[110] Ngôi sao đơn giống Mặt Trời gần chúng ta nhất là sao Tau Ceti nằm cách xa 11,9 năm ánh sáng. Nó có khối lượng bằng 80 phần trăm khối lượng Mặt Trời nhưng độ sáng chỉ bằng 60 phần trăm so với độ sáng của Mặt Trời.[111] Ngôi sao gần nhất có hành tinh ngoại hệ quay quanh là sao Epsilon Eridani, 1 ngôi sao đỏ hơn và mờ hơn so với Mặt Trời nằm cách Thái Dương hệ 10,5 năm ánh sáng. Ngôi sao này có một hành tinh quay quanh được xác nhận là Epsilon Eridani b, với khối lượng bằng 1,5 lần khối lượng của Mộc Tinh và quay quanh ngôi sao mất 6,9 năm.[112]