Sebuah lubang hitam adalah wilayah ruang-waktu dari yang tidak bahkan cahaya dapat melarikan diri. Teori relativitas umum memprediksi bahwa massa cukup kompak akan merusak ruang-waktu untuk membentuk lubang hitam. Sekitar lubang hitam ada permukaan matematis didefinisikan disebut cakrawala peristiwa yang menandai point of no return. Hal ini disebut "hitam" karena menyerap semua cahaya yang hits cakrawala, yang mencerminkan apa-apa, hanya seperti sebuah benda hitam sempurna dalam termodinamika  Mekanika kuantum memprediksi bahwa lubang hitam memancarkan radiasi seperti benda hitam dengan suhu yang terbatas. Suhu ini berbanding terbalik dengan massa lubang hitam, sehingga sulit untuk mengamati radiasi ini untuk lubang hitam massa bintang atau lebih.
Benda yang bidang gravitasi terlalu kuat untuk cahaya untuk melarikan diri pertama kali dipertimbangkan dalam abad ke-18 oleh John Michell dan Pierre-Simon Laplace. Solusi modern pertama relativitas umum yang akan mencirikan lubang hitam ditemukan oleh Karl Schwarzschild pada 1916, meskipun interpretasi sebagai daerah ruang dari mana tidak ada yang bisa lolos tidak sepenuhnya dihargai selama empat dekade. Lama dianggap sebagai keingintahuan matematika, itu selama 1960-an bahwa pekerjaan teoritis menunjukkan lubang hitam adalah prediksi generik relativitas umum. Penemuan bintang neutron memicu minat pada objek kompak gravitasi runtuh sebagai sebuah realitas yang mungkin astrofisika.
Lubang hitam massa bintang diharapkan terbentuk ketika bintang-bintang besar runtuh dalam supernova pada akhir siklus hidup mereka. Setelah lubang hitam telah terbentuk itu dapat terus tumbuh dengan menyerap massa dari lingkungannya. Dengan menyerap bintang lainnya dan bergabung dengan lubang hitam lain, lubang hitam supermasif jutaan massa matahari dapat terbentuk.
Meskipun interior terlihat nya, kehadiran sebuah lubang hitam dapat disimpulkan melalui interaksi dengan materi lain. Para astronom telah mengidentifikasi sejumlah calon bintang lubang hitam dalam sistem biner, dengan mempelajari interaksi mereka dengan bintang pendamping mereka. Ada konsensus yang berkembang bahwa ada lubang hitam supermasif di pusat galaksi yang paling. Secara khusus, ada bukti kuat dari lubang hitam lebih dari 4 juta massa matahari di pusat Bima Sakti kita.