Jde o extrémně staré a maximálně podchlazené hvězdy, které se navíc zmenšily a zintenzivnily svou gravitaci, takže do sebe vtahují vše v okolí, včetně světla. Kam to všechno ale mizí? Do volného vesmíru?
Černá díra je velice hmotná a zároveň malá. Její gravitační pole je tedy tak silné, že žádný objekt, včetně světla, nemůže její oblast opustit. Již v roce 1916 ji ve své obecné teorii relativity zmiňuje Albert Einstein. Protože ji není možné pozorovat přímo, nelze stanovit korektně datum jejího objevu. Avšak můžeme s určitostí říci, že prvním vážným a dnes již prokázaným kandidátem se stala v roce 1971 hvězda v binárním systému v souhvězdí Labutě kryjící se s rentgenovým zdrojem Cygnus X-1. Vědci zjistili, že jde o těleso, které má příliš velkou hmotu na to, aby bylo neutronovou hvězdou.
Černé díry se nachází v centrech galaxií, aktivních galaktických jádrech, kvasarech i v centrech některých kulových hvězdokup. Podle obecné relativity nemůže žádná hmota ani informace proudit z nitra černé díry k vnějšímu pozorovateli. Například nelze získat žádnou její část ani odražené světlo vyslané z vnějšího zdroje či jakoukoli informaci o hmotě, která vstoupila do černé díry. Existují však kvantově-mechanické procesy, které způsobují vyzařování černých děr. Předpokládá se, že vyzařování nezávisí na tom, co do černé díry spadlo v minulosti.