الثقوب السوداء هي مناطق في الفضاء تتميز بكتلة هائلة تنتج عن انهيار نجم معين تحت تأثير قوة الجاذبية الهائلة. تكون قوة الجاذبية في هذه الثقوب بمثابة فخ ممتد نحو اللا نهاية، حيث يكون مستوى الجاذبية فيها هائلاً بحيث لا يمكن لأي شيء، حتى الضوء، الهروب منها.
ترتبط الثقوب السوداء بألبرت أينشتاين من خلال نظريته النسبية العامة. في هذه النظرية، يعتبر الزمان والمكان والجاذبية كمجموعة مترابطة ومتعلقة ببعضها البعض. واحدة من نتائج هذه النظرية هي وجود حقل جاذبية قوي حول المجرات الضخمة والكتلة الهائلة، مثل الثقوب السوداء، والذي يؤثر على حركة الأجسام المحيطة بها.
بالإضافة إلى ذلك، أينشتاين كان قد تنبأ بوجود ما يسمى بالهوة السوداء أو الثقب الأسود في العام 1915 في إطار نظريته النسبية العامة، وذلك استنادًا إلى معادلاته الرياضية ونظريته للجاذبية. ومنذ ذلك الحين، تم تأكيد وجود الثقوب السوداء من خلال العديد من الأدلة المراقبية والتجريبية.