רוב החורים השחורים נוצרים כשכוכב כבד מאוד מסיים את חייו: הליבה שלו קורסת לתוך עצמה ושום כוח לא עוצר אותה. יש גם חורים שחורים ״על־מסיביים״, כבדים פי מיליונים ומיליארדים מהשמש, שנמצאים במרכזי רוב הגלקסיות הגדולות — כולל שלנו.
מגלים חורים שחורים לפי השפעתם על הסביבה: גז שמסתחרר סביבם ומתחמם עד שהוא זוהר, וכוכבים שמקיפים ״כלום״ במהירות. ב־2015 נקלטו לראשונה גלי כבידה — רעידות במרחב עצמו — מהתנגשות של שני חורים שחורים. ב־2019 פורסמה התמונה הראשונה של ״הצל״ של חור שחור.

