在垂直银盘平面方向，恒星的体密度可以用指数衰减形式来描述，指数衰减的尺度就是标高z_d。盘的典型厚度通常也用标高来定义。20世纪80年代科学家通过恒星计数发现银河系的垂直结构可以被更准确地分解为一个薄盘（见银河系薄盘）和厚盘的迭加。

厚盘的标高大约在1千秒差距。厚盘在垂直方向的速度弥散度～50千米/秒，大于薄盘的数值。厚盘的标长（2.0±0.2千秒差距）比薄盘的标长要小一些。此外厚盘的恒星数密度要远低于薄盘的，比如在太阳附近，厚盘的恒星数密度仅仅是薄盘密度的5%左右（0.07M_⊙秒差距^-3），所以大部分恒星都存在于薄盘中。组成薄盘和厚盘的恒星的化学组成及年龄也大不相同。平均而言，和薄盘相比，厚盘内恒星的年龄比较老（﹥80亿年），金属丰度较低，而且α元素与铁元素的丰度比很高，表明厚盘恒星的化学演化历史非常快，可能在10亿年内就迅速形成。厚盘成分在其他河外旋涡星系中也很常见。银河系的厚盘与核球的化学组分比较类似，但具体二者是否有因果关系还不清楚。厚盘的形成机制仍然存在很多争议。有些人认为厚盘就是被银河系的潮汐力和动力学粘滞瓦解掉的矮星系的碎片残骸。另一可能是厚盘是被吸积卫星星系引力散射后的早期原始薄盘的遗迹。在这个模型里，原始薄盘在红移z=2～3时就已经形成，并在随后的活跃并合阶段中被散射增厚（或称被“加热”），而今天看到的薄盘则是更后来从温热的银冕气体冷却逐渐回落在银道面上慢慢形成的。