黑洞最現出現在愛因斯坦的廣義相對論中的引力場方程中，卡爾.史瓦西透過解引力場方程得到了一個結果：

當大量物質集中於空間一點時，引力會強大到讓每秒三十萬公里的的光都無法逃逸，這便是黑洞的雛形，有意思的是連愛因斯坦本人最初也不願意相信宇宙中有如此極端環境會讓光速無法逃逸。

現代天文學已經證明，1.44倍太陽質量以上的恆星在死亡之後有可能會坍縮為黑洞，因為宇宙中的恆星在生命末期會因為引力的原因發生坍縮，大質量恆星的引力會直接將夸克等基本粒子壓碎，這時候這顆恆星的逃逸速度就會超過光速，也就是說它變成了黑洞。

黑洞最顯著的特點就是它無法在可見光波段被觀測到，但黑洞本身就是引力極強的天體，如果天文學家觀測到天體在圍繞著一個看不見的引力源運動，那麼十有八九就是發現了黑洞，最重要的是黑洞在吞噬其他天體時會發出強烈的γ射線，這時候就要用到射電望遠鏡來觀測黑洞了。

中國的FAST是目前地球上最強大的射電望遠鏡，主要任務是在可見光之外的波段觀測宇宙，因此尋找黑洞和脈衝星以及外星文明發出的電磁波才是FAST的強項，哈勃望遠鏡幫助我們在肉眼可見的範圍內探索宇宙奧秘，射電望遠鏡幫助我們在肉眼不可見的範圍內探索宇宙奧秘。

黑洞是宇宙中質量最大引力最強的一類天體，因此它身邊從來不缺乏環繞者，大多數星系的中心都是一個超大質量黑洞，強大的引力讓星系內上千億顆恆星不至於分崩離析。

似乎是根據引力發現的，某些天體的執行軌跡，透過計算應該是由某個物體的吸引造成的，但是卻找不到這個物體，所以科學家估計出這個黑洞。