理论上，黑洞有好几种。
恒星级的黑洞是大质量恒星演化至终极时的残骸。
大质量恒星（质量大于7倍太阳质量）在核聚变反应已到终结时，形成“洋葱头”结构，就是从恒星的外层向内层分别由不同的核聚变产物所占据，依次是氢、氦、碳、氧氖，再向内是26号元素铁之前的各种元素。
恒星的核聚变反应到铁就终止了，铁的核能是所有已发现元素中最低的，不能再用提高温度的方法使铁发生聚变反应。此时整个恒星的核聚变反应停止，向外发射的、用于抵抗恒星向内收缩的辐射压就下降了，于是因引力作用而向内的收缩重新开始，恒星变得极不稳定。当恒星外围物质以近乎自由落体的速度到达铁核时，撞上了一堵无比坚硬的墙（就是铁核），撞击和收缩造成铁核表面温度急剧升高，使恒星发生无比剧烈的内爆，将铁核外的物质以近光速的速度炸开，这就是超新星爆发。在外围物质向周围空间飞散的同时，铁核向内再次收缩。密度迅速升高，铁原子被巨大的压力压碎，电子被压入原子核。当铁核部分被压缩后达到史瓦西半径时（r=2GM/C^2，式中：r为史瓦西半径，G为引力常数，M为恒星剩余质量，C为光速），其密度会比原子核的密度还要高，其引力就会强大到连光也无法逃离，从而使其在远处无法被观测到，靠近时也只能感受到其巨大的引力，而无法看到。所有过于靠近的物质（包括光线）都会落入其中，仿佛是一个黑色的陷井，因此被称为“黑洞”。
除了恒星级黑洞外，理论上任何大小和质量的黑洞都允许存在。主要有星系级黑洞、量子黑洞等。
星系级黑洞是星系形成过程中，内部物质质量过于集中，很容易就能达到史瓦西半径，于是，天文学家认为在大多数星系中央极有可能存在巨大的黑洞，是以星系核的形式存在的，我们银河系的中央也有。
量子黑洞则是在宇宙大爆炸发生的初期，物质刚刚产生，而空间又来不及膨胀到很大时，物质和能量密度极高，物质受到压缩，形成的尺度只有基本粒子大小、质量只有数万至数十万吨的极小型黑洞。因其尺度只有基本粒子大小，所以称为量子黑洞。