黑洞由中心的一个由黎曼曲率张量出发构建的标量多项式在趋向此处发散的奇点和周围的时空组成，其边界为只进不出的单向膜：事件视界，事件视界的范围之内不可见。大质量恒星的引力坍缩被认为是形成恒星质量黑洞的原因。依据爱因斯坦的广义相对论，当一颗垂死恒星崩溃，它会向中心塌缩，质量大于托尔曼-奥本海默-沃尔科夫极限（Tolman-Oppenheimer-Volkoff Equation，也叫TOV极限，估计在2.5-4倍太阳质量左右）则会无限地坍缩，直到最后形成体积接近无限小、密度几乎无限大的星体（几乎为奇点）。而当它的半径一旦收缩到小于史瓦西半径时，质量导致的时空扭曲就使得即使光也无法向外射出——“黑洞”就诞生了。黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程：一个恒星在面临毁灭时，一般要么是因为恒星内部的燃料不足，无法通过核合成来维持温度；要么是因为稳定的恒星接受了外来的物质，却未能提高其核心温度来维持平衡。