يتكون الثقب الأسود عندما ينتهي الوقود النووي بأشكاله المختلفة داخل النجوم ذات الكتل الكبيرة (أكبر من الشمس بعدة مرات). بعد ذلك لا يستطيع النجم أن يبقى في حالة توازن، بل ينهار قلب النجم بسرعة تحت تأثير جاذبيته الذاتية، فتنضغط مادته بقوة هائلة، بينما تنفجر طبقاته الخارجية بشكل هائل يعرف بالمستعر الأعظم (سوبرنوفا). وأما قلب النجم فينضغط إلى حجم صغير جداً، له جاذبية قوية جداً، لدرجة لا تسمح لأي شكل من أشكال المادة أو الطاقة بالإفلات منه ولا حتى للضوء! وهذا ما يدعى بالثقب الأسود.