별이 공 모양을 유지하고 있는 것은 중력에 의한 인력과 핵융합반응에 의한 척력(압력)이 평형을 이룰 때 가능하다. 이 압력은 한계가 있으나 중력은 무한히 강해질 수 있다. 중력이 매우 강한 별이 이 균형이 깨어지게 되고 결국 중력붕괴를 일으키면서 수축을 계속하게 되고, 마지막엔 한 점으로 집중하게 된다. 이 점은 밀도나 중력의 세기가 모두 무한대가 되는데, 이점을 '특이점' 이라 한다.

중력이 붕괴되는 동안 강한 중력에 의해  공간은 변형되며, 시간의 흐름은 느려진다. 또 별의 표면에서 방출되는 빛의 파장은 느려져서 적색이동을 하게 된다. 결국 별의 지름이 어느 값(슈바르츠실트 반지름)에 이르면 빛의 파장은 무한대가 되어 우리의 눈으로는 관측할 수 없게 된다.

슈바르츠실트 반지름의 안쪽과 바깥쪽은 매우 다르다. 수축하는 별의 반지름이 슈바르츠실트의 반지름보다 작게 되면, 별의 표면에서 나오는 빛은 슈바르츠실트 반지름의 바깥쪽에는 도달할 수 없게 된다. 외부에서는 물질이나 빛이 자유로이 블랙홀 안쪽으로 들어갈 수 있으나, 내부에서는 빛조차도 밖으로 나올 수 없는 '사상의 지평면'이 생긴다. 이 사상의 지평면보다 안쪽을 블랙홀이라 한다.

 

사상의 지평면의 안과 밖에서는 시간과 공간의 의미가 달라진다. 사상의 지평면 밖의 시간은 미래를 향해 달릴 뿐, 멈추거나 과거로 향하게 할 수는 없다. 한편 블랙홀의 내부에서는 모든 것이 특이점을 향해 진행할 뿐 특이점으로부터 멀어진다는 것은 불가능하다. 즉, 특이점으로부터 거리(공간)가 시간의 역할을 하게 된다.

 

블랙홀의 형성과정을 이해하기 위해서는, 우선 별의 생명의 주기를 이해해야 한다.