Un agujero negro es un objeto celeste cuya densidad es tal que la curvatura del espacio adyacente está plegada sobre sí misma, por lo que están aislados del universo exterior y ni siquiera la luz (al viajar en línea recta y estar el espacio curvado sobre sí mismo) puede escapar. De ahí el nombre, ya que no sólo no emiten luz sino que absorben todo tipo de radiación o materia que se acerque demasiado.

   La curvatura del espacio en los alrededores de un agujero negro debida a la intensa gravedad provoca una singularidad llamada horizonte de los sucesos que es un límite del espacio a partir del cual ninguna partícula puede salir incluyendo la luz. Dicha curvatura está definida por la relatividad general.

   Puede existir al menos tres clases de agujeros negros (por origen):Una clase es la de los agujeros negros primordiales, creados temprano en la historia del Universo. Sus masas pueden ser variadas, y ninguno ha sido observado.

   También existen los agujeros negros supermasivos, con masas de varios millones de masas solares. Son el corazón de muchas galaxias. Éstos se forman en el mismo proceso que da origen a las componentes esféricas de las galaxias. Finalmente, otra clase es la de los agujeros negros de masa solar. Éstos se forman cuando una estrella de masa 2,5 mayor que la del Sol se convierte en supernova y explota. Su núcleo se concentra en un volumen muy pequeño que cada vez se va reduciendo más.

   Alrededor de un agujero negro, es decir, en las cercanías de su horizonte de los sucesos, se suele formar un disco de acreción y la materia que disipa su momento angular en el disco va cayendo al agujero. La ergosfera es la parte exterior al horizonte de sucesos, de la que, en teoría, aún se puede escapar. El horizonte de sucesos es la superficie que marca el límite desde el que ya no se puede escapar.

   Describir lo que sucede en el interior de un agujero negro es dificil, ya que nos encontramos ante una singularidad. En principio un agujero negro al engullir materia está recibiendo masa, carga eléctrica, momento angular y Entropía y debería poder ser definido y clasificado en virtud de estas aportaciones. Un agujero negro sin carga y sin momento angular es un agujero negro de Schwarzschild, mientras que un agujero negro rotatorio (con momento angular mayor que 0), se denomina agujero negro de Kerr.

   El tema de la entropía en los agujeros negros está siendo motivo de revisión en estos momentos, ya que según Hawking en los agujeros negros se violaba el segundo principio de la termodinámica, lo que daba pié a teorías fantásticas sobre viajes en el espacio-tiempo y agujeros de gusano. Actualmente Stephen Hawking se ha retractado de dicha teoría y ha admitido que la Entropía de la materia se conserva en el interior de un agujero negro.

   Se cree que en el centro de la mayoría de las galaxias hay agujeros negros supermasivos. Segun Stephen Hawking, a pesar de la imposibilidad física de escape de un agujero negro, éstos pueden terminar evaporándose por la llamada radiación Hawking, una fuente de Rayos X que escapa del horizonte de los sucesos.