Črne luknje so točke v vesolju s tolikšno gravitacijsko silo, da iz njih ne more uiti niti svetloba. “Točka brez vrnitve” okoli črne luknje se imenuje njeno obzorje dogodkov. Črne luknje nastanejo, ko se zruši zvezda, ki ima več kot 20 sončnih mas, ali ko se sesuje celotno jedro galaksije. Črne luknje pri kolapsu galaksije sprostijo ogromne količine energije, ki jo lahko opazujemo z milijard svetlobnih let stran. Ta energija izvira iz trenja snovi, ki pada proti sebi – iz same črne luknje ne more izhajati nobeno sevanje.
Črne luknje so med najbolj zanimivimi astrofizičnimi pojavi v vesolju. Ujeli so domišljijo javnosti in predano študijo mnogih znanih fizikov, vključno z Albertom Einsteinom in Stephenom Hawkingom. Črne luknje so zanimive z vidika fizikov, ker jih je mogoče izčrpno opisati le s tremi vrednostmi: z njihovo maso, rotacijo in nabojem. Nekoliko drugačne teorije se uporabljajo za opis obnašanja črnih lukenj, ki se vrtijo v primerjavi z nerotirajočimi, nabitimi in nevtralnimi.
Največja razlika med črnimi luknjami ni njihova rotacija ali naboj, temveč njihova masa. Znane črne luknje so združene okoli dveh masnih ravni: črne luknje zvezdne mase, ki segajo od 1.5 do 14 sončnih mas, in supermasivne črne luknje z milijoni ali milijardami sončnih mas. Zvezdne črne luknje nastanejo vsakič, ko zvezda z več kot 20 sončnimi masami izčrpa vse svoje jedrsko gorivo in se zruši.
Supermasivne črne luknje so bile verjetno nastale pred milijardami let, zgodaj v zgodovini vesolja, in še danes. Trenutno se domneva, da ima vsaka galaksija supermasivno črno luknjo v središču, in domneva se, da so jih opazili vsaj 30. Večina astronomov verjame, da je Strelec A*, območje velikosti sončnega sistema, ki vsebuje 2.6 milijona sončnih mas, supermasivna črna luknja Rimske ceste.
Obstajata dve dodatni kategoriji črnih lukenj, ki lahko obstajata. Prva so vmesne črne luknje z masami nekje med 14 sončnimi masami in milijoni. Ultra-svetleči viri rentgenskih žarkov, trajni viri rentgenskih žarkov v drugih galaksijah, so verjetno črne luknje vmesne mase v procesu kopičenja snovi. Če so to res črne luknje vmesne mase, imajo maso v bližini sto tisoč sončnih mas. Nekateri astronomi so opazili tudi objekt v bližini središča naše galaksije, za katerega teoretizirajo, da je črna luknja vmesne mase s 1,300 sončnimi masami.
Druga vrsta nepotrjenih črnih lukenj bi bile mikro črne luknje, ki bi bile ustvarjene v pospeševalnikih delcev ali z velikim pokom. Nobenega še niso opazili, čeprav nekateri astrofiziki sumijo, da obstajajo, in načrtujejo teleskope, da bi jih iskali.