如果恒星质量很大,它需要较小的压缩就能够成为黑洞。恒星成为黑洞所必须压缩到的半径称为施瓦茨希尔德半径。它定义了名为视界的区域——黑洞的边缘,在这里的逃逸速度等于光速。没有人知道在视界的边界之内发生的一切。崩塌中的质量被认为继续收缩直到成为具有无限密度的一个小点,称为奇点。
黑洞周围的引力十分强大,甚至使得空间围绕它“弯曲”。天文学家相信黑洞正在旋转,使得它们周围邻近的时空连续体被拉伸。这一被拉伸了的空间区域称为动圈,它的边缘以静止极限作为标志,它内部所有物质都不能保持静止,而是被黑洞绕着拖曳。穿过视界的物体永远无法找到,并且被认为消失在奇点中。因为没有任何东西能够逃出黑洞,发现黑洞就变得十分困难。与白矮星和中子星一样,黑洞能够存在于双星系统中。来自伴星的气体由于黑洞引力的影响而被剥离,并且向下注入黑洞中。因为恒星和黑洞相互环绕运行,物质在黑洞周围形成吸积盘,盘中的物质围绕黑洞高速旋转,使得分子间的摩擦加热气体,直到发出X射线。在这之后,分子失去能量并螺旋进入黑洞。表明黑洞存在的X射线能够在地球上探测到。