Главная причина появления чёрных дыр проста: у больших звёзд заканчивается топливо в ядре, и гравитация берет верх над внутренним давлением. Когда давление, порождаемое термоядерными реакциями, ослабевает, ядро начинает сжиматься. Этот процесс может привести к образованию чёрной дыры, если оставшаяся масса достаточно велика.

В ядре звезды идут термоядерные реакции, которые создают тепло и радиационное давление, противостоящее гравитации. По мере выгорания топлива реакции замедляются, энергия уменьшается, и внутренняя опора ослабевает. Без достаточной поддержки гравитация сжимает ядро всё сильнее.

Часто перед образованием чёрной дыры происходит взрыв сверхновой: внешние слои звезды сбрасываются, а центральное ядро коллапсирует. Если остаточная масса ядра превышает определённый порог, сжатие продолжается и формируется чёрная дыра. При меньшей массе образуется нейтронная звезда.

Наблюдателям чёрные дыры видны по влиянию на окружение: аккрецие и рентгеновское излучение, движение соседних объектов и искажение света. Понимание процессов коллапса помогает объяснить разнообразие конечных судьбин звёзд и природу самых плотных объектов во Вселенной.