星系旋转的速度被认为与圆盘的平坦度相关。在螺旋星系中，螺旋臂的形状确实具有近似等角螺线的形状。从理论上讲，这种模式可以证明是恆星均匀旋转质量的扰动造成的。与恆星一样，螺旋臂围绕中心旋转，但它们以恆定的角速度旋转。螺旋臂被认为是物质密度高的区域，或"密度波"。当恆星穿过螺旋臂时，每颗恆星的系统的空间速度被高密度的引力改变（当恆星从另一侧离开后，速度恢复正常。）。这种效应类似于在高速公路上行驶的汽车因局部拥塞时减速的"浪潮"。因为高密度促进恆星的形成，因此它们蕴藏着许多明亮且年轻的恆星，这使螺旋臂较显而易见