黑洞是現代廣義相對論中，存在於宇宙空間中的一種天體。黑洞一旦形成，就會吞噬他周圍所有的光線和所有的物質。黑洞在吸取周圍星際物質的時候，這些星際物質也在圍繞黑洞高速的旋轉。
這些星際物質相互碰撞，會被加熱到非常高的溫度，就會向外發射一些可見光電磁波等一些輻射，這樣我們就可以觀測到黑洞。
黑洞的觀念一開始是從理論上算出來的。1915年，愛因斯坦發表廣義相對論，幾個月後德國的物理學家卡爾·史瓦西(Karl Schwarzschild)在愛因斯坦的重力場方程式中，找到一個精確解。史瓦西的精確解匯出所謂的史瓦西半徑，也就是一個不旋轉且不帶電的黑洞大小，在這個黑洞半徑內，任何東西都無法逃脫，包括光。
目前尋找黑洞的方法都是依賴於間接的方法。在某些雙星系統中，質量超過太陽20倍的恆星會率先走向毀滅，最終演化成黑洞。如果能夠觀測到恆星在繞著一個不可見的緻密天體旋轉，並且還能觀測到相應的電磁輻射，就能推斷出黑洞的存在，第一被認定為黑洞的天體——天鵝座X-1，就是這麼被發現的。
