Svarta hål är inte fasta föremål i traditionell mening. De är områden i rymdtiden där gravitationen är så stark att ingenting, inte ens ljus, kan fly. Gränsen för denna region kallas händelsehorisonten. Inne i händelsehorisonten är rumtiden så förvrängd att fysikens lagar, som vi förstår dem, går sönder.

Svarta hål bildas när en stjärna kollapsar under sin egen gravitation. När stjärnans kärna blir tillräckligt tät skapar den en singularitet, vilket är en punkt med oändlig täthet och noll volym. Singulariteten omges av händelsehorisonten.

Den fysiska sammansättningen av ett svart hål är inte väl förstått. Vissa fysiker tror att svarta hål består av en typ av materia som kallas "kvark-gluonplasma". Quark-gluonplasma är ett tillstånd av materia som existerar vid extremt höga temperaturer och densiteter. Det tros ha funnits i det tidiga universum, strax efter Big Bang.

Andra fysiker tror att svarta hål består av en typ av materia som kallas "konstig materia". Konstig materia är en typ av materia som innehåller konstiga kvarkar, som är en av de sex typer av kvarkar som utgör protoner och neutroner. Konstig materia anses vara mycket tät och stabil, och det är möjligt att den kan existera i mitten av svarta hål.

Svarta håls sanna natur är fortfarande ett mysterium, och det är ett av de mest aktiva forskningsområdena inom fysik.