Een zwart gat is een ruimte met een enorme zwaartekracht, waardoor licht niet kan ontsnappen. Het idee over zwarte gaten ontstond al in de 18de eeuw, maar de mogelijkheid van hun bestaan werd bewezen door Einstein. Met het verder bestuderen van zwarte gaten groeide ook het besef dat dit soort lichamen wel eens echt in het universum zouden kunnen bestaan en rond 1930 lieten een aantal wetenschappers zien dat een zwart gat voort zou kunnen komen uit een ineengestorte ster. Een zwart gat heeft een aantal rare eigenschappen als gevolg van de grote zwaartekracht. Zo is er een soort horizon, waar de snelheid van het licht en de ontsnappingssnelheid aan elkaar gelijk zijn. Daar lijkt het licht bevroren te zijn, en als je die horizon overtreedt, is het onmogelijk het zwarte gat ooit nog uit te komen. Een ander opmerkelijk punt in een zwart gat is de singulariteit, de kern van het gat, waar alles in het zwarte gat naar toe getrokken wordt. Die plek heeft een oneindig grote dichtheid.

Een zwart gat kan bijvoorbeeld ontstaan wanneer een zware ster aan het einde van zijn leven, als de `brandstof' op is, in een stort. Door de sterke zwaartekrachtaantrekking kan een zwart gat naburige materie `opslokken' (vandaar de betiteling `gat'). Zwarte gaten kunnen zeer massief zijn, wel een miljoen tot een miljard keer de massa van de zon. . Een object van een bepaalde massa, oefent aantrekkingskracht uit op een ander object.
In feite trekken beide objecten elkaar aan, maar voor het gemak doen we meestal alsof het zwaarste object het lichtste aantrekt, en als de massa’s maar genoeg verschillen geeft dat een zeer juist beeld van de werkelijkheid.
Als het lichtste object geen snelheid bezit ten opzicht van het zwaarste. Dan zal het direct naar het zwaarste object worden toegetrokken en daarop "neerstorten".
Bezit het wèl snelheid, dan is het mogelijk dat het. 
1. Toch neerstort.
2. In een baan rond het zwaarste object gaat draaien.
3. Zich altijd van het zwaarste object af blijft bewegen. 
De snelheid die voor het laatste nodig is noemt men de ontsnappingssnelheid.
Nu zijn er objecten voorstelbaar, die zo zwaar zijn ten opzichte van hun omvang, dat de ontsnappingssnelheid aan het oppervlak, groter is dan de snelheid van het licht. Niets kan hier dus aan ontsnappen, zelfs het licht niet, Vandaar de benaming "zwart gat".
In de Astronomie heeft het lang geduurd voordat men er in is geslaagd object te lokaliseren, die de eigenschappen van een zwart gaat vertonen. Dat is ook niet makkelijk want deze objecten zijn in feite onzichtbaar. Toch kan men aan de hand van het gedrag van de materie in de buurt van zo’n zwart gat de aanwezigheid van een dergelijk grote massa best aantonen, en het heeft er de schijn van dat de meeste grote sterrenstelsels er tenminste één bevatten.