當一顆恆星的燃料用完時，由於其強大的引力，它就會開始收縮。根據恆星質量的不同，在恆星死後它可能變成白矮星、中子星或黑洞。
當恆星質量為太陽的7倍以下時，它將演化成白矮星。此時電子簡併壓力支撐著白矮星不會進一步崩潰，由電子簡併壓力算出來白矮星的質量上限為太陽質量的1.44倍，這也被稱為錢德拉塞卡極限。當恆星質量為太陽的8-20到30倍的時候，它會演化成中子星。此時電子簡併壓力已經無法抵抗恆星的引力，電子將被壓入原子核中與質子合併形成中子。中子也遵循泡利不相容原理，中子的簡併壓力支持者中子星不會進一步崩潰成黑洞。由此算得的中子星質量大概為太陽質量的1.5-3倍。
當恆星的質量比前兩者更高的時候，此時已經沒有任何力量能阻擋它的崩潰，於是它將最終演化為黑洞。根據愛因斯坦的廣義相對論，一旦物質通過黑洞的事件視界，就不可能逃脫，包括光也是一樣的。雖然這個理論已經被部分證實了，但是它違反了熱力學第二定律。著名物理學家霍金表示，某些量子粒子應該能夠逃離黑洞，但是它太小以至於無法探測到，我們把這一過程稱為霍金輻射。
霍金輻射
由於量子漲落，宇宙空間中會產生一些虛擬粒子，最常見的粒子是一些光子。正常情況下，這些虛擬粒子會快速相結合而湮滅掉。同樣的原理，黑洞也會在事件視界附近發生量子漲落產生虛擬粒子。但當一對虛擬粒子出現在視界時，其中一半會落入黑洞中，而另一半則會自由地逃往宇宙空間中。
2019年6月25日，一篇發表在《物理評論D》上的文章顯示，RUDN大學的一名物理學家發明了一個計算黑洞視界霍金輻射的公式。論文中寫道：「該公式使物理學家能夠確定如何通過對愛因斯坦引力理論進行量子校正來改變這種輻射。該公式將使研究人員能夠通過觀察黑洞來測試不同版本的量子引力理論的準確性。」
黑洞有多冷
溫度是分子平均動能的表徵，對於宇宙天體來說，我們測量溫度是通過測量它們發出的輻射。這就好比疫情期間測體溫一樣，額溫槍接收人體發出的紅外輻射，然後計算出人的體溫。
由於黑洞不會輻射出紅外線等任何電磁波，測量黑洞的溫度相當困難。作為黑洞的外部觀察者，理論上我們只能探測到霍金輻射的粒子從黑洞中逃逸出來。因此，我們就以此來作為黑洞的溫度。
根據物理學家的研究，黑洞的溫度與黑洞的質量和事件視界的大小成反比。宇宙中質量較大的黑洞——擁有數百萬倍太陽質量的超大質量黑洞，其溫度為1.4x10^-14開爾文，雖然這不是絕對零度，但是已經相當接近了。像太陽質量這麼大的黑洞，它的溫度為0.00000006開爾文。
黑洞的爆炸
在宇宙誕生早期的光，經過宇宙膨脹之後變成了今天的宇宙微波背景。科學家通過計算發現這些宇宙微波背景輻射只有2.7開爾文。但是，這還是遠遠大於絕大部分黑洞的溫度。因此，黑洞吸收宇宙微波背景的能量比蒸發的速度快。不過，由於宇宙仍在膨脹，宇宙微波背景的溫度仍在降低，當它低於黑洞的溫度時，黑洞就會開始蒸發。
當黑洞蒸發質量變小時，它們就會變得更熱。一個質量相當於小行星的黑洞溫度是122開爾文。當黑洞損失大部分質量時，它會爆炸釋放出大量的物質，這時候我們能從望遠鏡中看到。一些天文學家正在尋找黑洞的爆炸，這些黑洞是宇宙誕生初期由於質量波動而形成的原初黑洞。經過幾十億年的蒸發，這些黑洞已經達到了爆炸的程度。不過，目前還沒有找到相關的證據。