Una estrella como el sol conserva su tamaño normal debido al equilibrio entre su altísima temperatura, que tiende a expandir la sustancia estelar, y la gigantesca atracción gravitatoria, que tiende a contraerla.

Pero cuando la estrella consume todo su material nuclear, la temperatura interna desciende y la fuerza de gravitación empieza a hacerse dueña de la situación. De este modo, la estrella comienza a contraerse y a lo largo de ese proceso la estructura atómica del interior se comprime.

Una estrella del tamaño sol se transformaria en una «enana blanca» una vez finalizado este proceso y toda su masa inicial 330.000 veces superior a la de la Tierra, quedará reducida a una esfera de unos 16.000 kilómetros de diámetro, y su gravedad superficial sería 210.000 veces superior a la de la Tierra.

Pero si la estrella es mayor que el tamaño del sol al extinguirse su combustibe nuclear, las condiciones la atracción gravitatoria se hace demasiado fuertes y la estrella se contrae sobre si misma frozando a losneutrones a apiñarse en estrecho contacto. Formandose lo que los astronomos conocen como «estrella de neutrones», asi toda la masa de la estrella quedaría confinada a una esfera de sólo 16 kilómetros de diámetro y su gravedad superficial sería 210.000.000.000 veces superior a la de la Tierra.

Para el caso de una estrella gigante, su colapso es mucho más dramatico, ya que la gravitación puede superar incluso la resistencia de la estructura neutrónica, la fuerza de gravedad hace a la estrella contraerse hasta un volumen cero y su gravedad superficial aumenta hacia el infinito.  A lo largo del proceso de colapso de este tipo de estrellas,  llega un momento en que la luz que emana de la superficie pierde toda su energía y no puede escapar.

Tal objeto posee un campo gravitatorio tan intenso, que cualquier cosa que se aproximara a él quedaría atrapada y no podría volver a salir. Es como si el objeto atrapado hubiera caído en un agujero infinitamente hondo y no cesase nunca de caer, creando una sigularidad en el espacio. Y como ni siquiera la luz puede escapar, el objeto comprimido será negro, por eso recibe su nombre «agujero negro».