黑洞不是通常意义下的星体，而是空间的一个区域，一种特殊的天体。它具有极强大的引力场，以至任何东西，甚至连光都不能从它那里逃过。它成为宇宙中一个“吞食”物质和能量的陷阱。它是当代科学“六大悬案”之一，科学家已苦苦追寻它近200年。
1798年，法国人拉普斯利根据牛顿万有引力和光的微粒学说，最早提出黑洞存在，并假设它是一个质量很大的神秘天体。1916年，德国物理学家史瓦西预言存在五种不旋转、不带电的黑洞（称为“史瓦西黑洞”）。1965年美国探索到了“天鹅座X-1”——一个特别强的X射线源，才真正打开了探测黑洞的大门。20世纪70年代，英国科学家史蒂芬·霍金把量子力学与广义相对论综合起来，进行黑洞表面量子效应的研究，把黑洞理论研究又推进了一步。
关于黑洞的成因，人们的解释各不相同。有人认为，恒星在其晚年因核燃料被消耗殆尽，便在自身引力下开始坍缩。如果坍缩星体的质量超过太阳的3倍，那么其坍缩的产物就是黑洞。有人认为，黑洞是超新星爆发时一部分恒星坍毁变成的。还有人认为在宇宙大爆炸时，其异乎寻常的力量把一些物质挤压得特别紧密，形成了“原生黑洞”。尽管人们还不能揭开黑洞的神秘面纱，但随着科学的不断发展和人们对它的进一步深入研究，这个谜团终将被揭开。
黑洞吞食周围物质的方式有两种：一种是拉面式，即当一颗恒星靠近黑洞，就很快被黑洞的引力拉长成面条状的物质流，迅速被吸入黑洞中，同时产生巨大的能量（其中包括X射线）；另一种是磨粉式，即当一颗恒星被黑洞抓住以后，就会被其强大的潮汐力撕得粉身碎骨，然后被吸入一个环绕黑洞的抛物形结构的盘状体中，在不断旋转中，由黑洞慢慢“享用”，并产生稳定的能量辐射。