1、奇性定理
指在現在的宇宙膨脹相的開端，時空被高度地畸變，並且具有很小的曲率半徑。
霍金70年代研究愛因斯坦的引力理論，他發現在很一般的條件下，空間和時間一定存在奇點，時空似乎被無限彎曲。不過當時還不清楚奇點是否真實存在。倫敦伯克貝克學院的羅傑·彭羅斯（Roger Penrose）證實，奇點確實會在黑洞中形成。
後來，彭羅斯和霍金將同樣的想法應用到整個宇宙中，並表明愛因斯坦的理論預測我們在遙遠過去的奇點，這就是宇宙大爆炸。霍金與彭羅斯一起證明了著名的奇性定理，為此他們共同獲得了1988年的沃爾夫物理獎。
2、黑洞理論
1974年，霍金提出黑洞蒸發的概念，認為在黑洞周圍，在虛粒子產生的相對瞬間，會出現四種可能性：直接湮滅、雙雙落入黑洞、正粒子落入黑洞而負粒子逃脫、負粒子落入黑洞而正粒子逃脫，而且最後一種可能性最低。霍金據此進一步提出了微型黑洞（也稱為原初黑洞）的概念。
史蒂芬·霍金於2014年1月26日的論據：愛因斯坦的重力方程式的兩種奇點的解，分別是黑洞跟白洞。不過理論上黑洞應該是一種“有進沒出”的天體，而白洞則只能出而不能進。然而黑洞卻有粒子的輻射，所以不再適合稱其名為黑洞，而應該改其名為“灰洞”，先前認為黑洞可以毀滅資訊情報的看法，是他“最大的失誤”。
3、無邊界宇宙理論
霍金在80年代初，創立了量子宇宙學的無邊界學說。他認為，時空是有限而無界的，宇宙不但是自洽的，而且是自足的，它不需要上帝在宇宙初始時的第一推動。
無邊界宇宙理論還把上帝從“造物主”中摒除出去，他認為，時空是有限而無界的，宇宙不但是自洽的，而且是自足的，它不需要上帝在宇宙初始時的第一推動。宇宙的演化甚至創生都單獨地由物理定律所決定，這樣就把上帝從宇宙的事物中完全摒除出去，後來宇宙背景輻射探測者對太空背景溫度起伏的觀察證實了這個預言，也證明了世界上是無神論的說法。
4、霍金輻射霍金運用彎曲時空背景下的量子場論方法，證明黑洞像熱力學黑體一樣對外輻射，從而提出了霍金輻射。
在“真空”的宇宙中，根據海森堡不確定性原理，會在瞬間憑空產生一對正反虛粒子，然後瞬間消失，以符合能量守恆。在黑洞視界之外也不例外。斯蒂芬·威廉·霍金推想，如果在黑洞外產生的虛粒子對，其中一個被吸引進去，而另一個逃逸的情況。
如果是這樣，那個逃逸的粒子獲得了能量，也不需要跟其相反的粒子湮滅，可以逃逸到無限遠。在外界看就像黑洞發射粒子一樣。這個猜想中的輻射被命名為“霍金輻射”。由於它是向外帶去能量，所以它是吸收了一部分黑洞的能量，黑洞的質量也會漸漸變小，消失；它也向外帶去資訊，所以不違反資訊定律。
5、宇宙波函式霍金與Jim Hartle合作時，共同提出了“宇宙波函式”，“宇宙波函式”從理論上講，可以用來計算我們所看到的宇宙特性。
1、奇性定理
指在現在的宇宙膨脹相的開端，時空被高度地畸變，並且具有很小的曲率半徑。
霍金70年代研究愛因斯坦的引力理論，他發現在很一般的條件下，空間和時間一定存在奇點，時空似乎被無限彎曲。不過當時還不清楚奇點是否真實存在。倫敦伯克貝克學院的羅傑·彭羅斯（Roger Penrose）證實，奇點確實會在黑洞中形成。
後來，彭羅斯和霍金將同樣的想法應用到整個宇宙中，並表明愛因斯坦的理論預測我們在遙遠過去的奇點，這就是宇宙大爆炸。霍金與彭羅斯一起證明了著名的奇性定理，為此他們共同獲得了1988年的沃爾夫物理獎。
2、黑洞理論
1974年，霍金提出黑洞蒸發的概念，認為在黑洞周圍，在虛粒子產生的相對瞬間，會出現四種可能性：直接湮滅、雙雙落入黑洞、正粒子落入黑洞而負粒子逃脫、負粒子落入黑洞而正粒子逃脫，而且最後一種可能性最低。霍金據此進一步提出了微型黑洞（也稱為原初黑洞）的概念。
史蒂芬·霍金於2014年1月26日的論據：愛因斯坦的重力方程式的兩種奇點的解，分別是黑洞跟白洞。不過理論上黑洞應該是一種“有進沒出”的天體，而白洞則只能出而不能進。然而黑洞卻有粒子的輻射，所以不再適合稱其名為黑洞，而應該改其名為“灰洞”，先前認為黑洞可以毀滅資訊情報的看法，是他“最大的失誤”。
3、無邊界宇宙理論
霍金在80年代初，創立了量子宇宙學的無邊界學說。他認為，時空是有限而無界的，宇宙不但是自洽的，而且是自足的，它不需要上帝在宇宙初始時的第一推動。
無邊界宇宙理論還把上帝從“造物主”中摒除出去，他認為，時空是有限而無界的，宇宙不但是自洽的，而且是自足的，它不需要上帝在宇宙初始時的第一推動。宇宙的演化甚至創生都單獨地由物理定律所決定，這樣就把上帝從宇宙的事物中完全摒除出去，後來宇宙背景輻射探測者對太空背景溫度起伏的觀察證實了這個預言，也證明了世界上是無神論的說法。
4、霍金輻射霍金運用彎曲時空背景下的量子場論方法，證明黑洞像熱力學黑體一樣對外輻射，從而提出了霍金輻射。
在“真空”的宇宙中，根據海森堡不確定性原理，會在瞬間憑空產生一對正反虛粒子，然後瞬間消失，以符合能量守恆。在黑洞視界之外也不例外。斯蒂芬·威廉·霍金推想，如果在黑洞外產生的虛粒子對，其中一個被吸引進去，而另一個逃逸的情況。
如果是這樣，那個逃逸的粒子獲得了能量，也不需要跟其相反的粒子湮滅，可以逃逸到無限遠。在外界看就像黑洞發射粒子一樣。這個猜想中的輻射被命名為“霍金輻射”。由於它是向外帶去能量，所以它是吸收了一部分黑洞的能量，黑洞的質量也會漸漸變小，消失；它也向外帶去資訊，所以不違反資訊定律。
5、宇宙波函式霍金與Jim Hartle合作時，共同提出了“宇宙波函式”，“宇宙波函式”從理論上講，可以用來計算我們所看到的宇宙特性。