相信大家在很多科幻片中，都看到過人們可以通過一個「蟲洞」實現瞬時的空間變換，從而感覺像是突破了時間的藩籬以及光速的限制，達到高效的時空旅行的目的。而關於「蟲洞」的預測，是基於愛因斯坦的廣義相對論推導出來的，具體來說就是從廣義相對論中推導出黑洞和白洞這兩個特解，然後人們基於黑洞和白洞的特性，在此基礎上想像出存在著一種特殊的「時空通道」來連接黑洞和白洞，因此從實質上來說，蟲洞與黑洞和白洞有著本質的區別，它不是一種物質，也不是一種天體的結構。
愛因斯坦廣義相對論改變了人們以往對宇宙時間和空間的認知，從時空統一的角度，將宇宙天體的運動轉化為在一定速度下時空不斷發生改變和結果。從某種意義上來說，廣義相對論解決的是引力場的問題，藉以深入闡釋物體在引力場中的運動規律。引力場方程可以用如下表達式體現：R_a-1/2*g_a*R=8π*G*T_a/c^4，其中R_a指的是奇張量，即空間彎曲程度；g_a指的是時空度規；T_a指的是物質的能量—動量張量。通過這個引力場方程，人們可以對萬有引力引發時空彎曲的效果比較形象地進行理解和定量的預測，基於此，類如黑洞、引力透鏡、引力波等推導出來的特解已經被實驗觀測所證實，而關於白洞和蟲洞的特解雖然能夠預測出來，但至今仍然沒有被科學界觀測到。
對於黑洞的預測，是基於廣義相對論中對於引力產生機制的進一步引申。物體的質量越大，則對周圍空間的扭曲作用就會越大，使得這個物體周圍其它物體會沿著空間扭曲後的測地線運行。而測地線運行的一個外在明顯特徵，就是組成物體的微觀粒子，受到引力場的作用，使其在沿著測地線運行過程中，都有著向著質心跌落的趨勢，感覺就像被一隻無形的手把物體牢牢「栓住」一樣。
那麼，質量越大的物體，那麼其產生的引力場對空間彎曲的作用效果就會越明顯，當物體質量大到一定程度以後，它對其周圍空間產生彎曲的程度，已經達到了可以使光子都無法逃脫引力場束縛的地步，於是就形成了在一定範圍之內，包括光線等所有的物質信息都無法展現出來，這個範圍界限科學家將其定義為事件視界，能夠產生這一現象的天體被稱之為黑洞。
對於白洞的預測，是基於廣義相對論特別是時間對稱性的表述基礎上引申出來的一種特殊天體。其特性與黑洞正好相反，其事件視界以內的所有物質，則會「源源不斷」地從中心向外釋放出來，而事件視界以外的物質，則由於視界及其以內區域所形成的強大排斥力而永遠無法進入其中，即使是運行速度最快的光線，也不能照射進去，只能被反彈或者沿著彎曲的「負空間」發生偏移。
由於我們都無法從黑洞或者白洞所在位置探索到發出或者消失的光線，因此二者都不能直接通過觀測儀器加以確定。科學家們已經通過引力透鏡法、吸積盤觀測等方法證實了黑洞的存在。而對於廣義相對論中預測出來的另一種天體－白洞，目前還沒有確鑿的證據來證實，不過科學家們根據接收到的光譜都卜勒效應，從中發現了在宇宙的某些區域，藍移趨勢明顯大於紅移的現象，同時還觀測到了這些區域有明顯的伽馬射線暴、X射線暴現象，這些都與白洞的預測模型相吻合，從而使得科學家們認為白洞有極大的可能性是存在的，雖然仍有一些科學家對此表示懷疑。
而對於蟲洞的預測，既來源於愛因斯坦的廣義相對論對黑洞和白洞性質截然相反的預測，同時也加上了一些科學家的想像，既然黑洞「只進不出」、白洞「只出不進」，那麼是否存在著可以連接二者的一個特殊通道，正好將它們首尾相連呢？不過，按照廣義相對論的推測，黑洞和白洞並沒有必然的聯繫，它們都只是一種極端引力場中物質運動形式的極端情況，二者完全可以獨立存在。於是這個時候的想像對於蟲洞的形成起到了至關重要的作用，美籍以色列裔物理學家納森·羅森在研究引力場方程時，假定了極大質量天體在運行時的特殊情況，即會因為相互碰撞等形式，引發大規模的時空漣漪和空洞，這其中的空洞就可以視為連接兩個不同時空的通道，因此蟲洞也被稱為愛因斯坦－羅森橋。
至於蟲洞裡面是什麼，到目前為止誰也說不清楚，主要原因有兩個方面：一方面我們無法確認蟲洞是否真實存在，另一方面對於蟲洞形成時所連接的不同時空，特別是巨大質量的黑洞和白洞的內部真實景象，我們也無從得知。但是通過不少科學家的理論推測和假設，我們也可以看出一些端倪，比如如果蟲洞是連接黑洞和白洞的通道，那麼勢必它存在的空間範圍會始終處於黑、白兩洞的事件視界以內，在巨大質量引發巨大引力的作用下，理論上所有進入其中的物體，都將會受到引力的巨大撕扯作用，甚至可以將物質全部轉化為亞原子級別。
還有的科學家通過廣義相對論，認為在黑洞或者白洞事件視界以內，時空的巨大彎曲程度，足以違反平均類光能量條件，因此必然需要足夠的負能量來支撐蟲洞的形態，這樣才能夠確保處於蟲洞內的物質，不會在引力作用下完全向奇點處坍縮。根據科學家測算，一個小型的蟲洞，其所需要的負能量，所對應的物質質量，要比銀河系中所有常規物質總質量還要大上100多倍，因此想要在銀河系及其附近星系中發現蟲洞，或者我們利用一定的條件製造出黑洞，在相當長的時間內都是非常不現實的。