黑洞因其吸收周围气体并释放辐射而被发现，这一过程称为吸积。吸积过程中，高温气体的辐射效率会影响吸积流的几何形状和动力学特征。已观察到高辐射效率的薄盘和低辐射效率的厚盘。靠近黑洞的吸积气体产生的辐射对其自转和视界的探测具有重要意义。通过对吸积黑洞亮度和光谱的分析，为旋转黑洞和视界的存在的理论提供了有力支持。数值模拟表明，吸积黑洞常伴随相对论喷流，这些喷流的部分驱动力来源于黑洞的自转。

天体物理学家使用“吸积”一词描述物质流向中央引力体或中央延伸物质系统的过程。吸积是天体物理学中最常见且基本的过程之一，它导致了许多常见结构的形成。在宇宙初期，气体流入暗物质引起的重力井中，形成了星系。现今，恒星仍由气体云在自身引力作用下塌缩破碎而成，随后通过吸积周围气体形成。行星，包括地球，是在新生恒星周围通过气体和岩石的积累形成的。然而，当中央天体是黑洞时，吸积展现出其最壮观的一面。

虽然超大质量黑洞的存在已被广泛接受，但其形成机制尚不清楚。黑洞质量和星系质量之间的密切关系暗示着超大质量黑洞的形成与其宿主星系的形成密切相关。一种可能的解释是，当黑洞通过吸积增长时，它会在周围沉积足够的动量和能量，从而吹散星系中的气体，中断自身的物质供应。这一过程还决定了星系中能够形成多少颗恒星，并影响到星系团规模的结构。因此，尽管尚未得到充分关注，但黑洞确实参与了宇宙结构的形成和演化。

黑洞是阿尔伯特·爱因斯坦广义相对论的一项惊人预测：巨大的质量集中在极小的空间内，引力超越其他力量，使任何事物都无法逃离。不同于普通表面，黑洞有一个视界，这是一个虚拟界面，将黑洞内部与外部世界分开。有趣的是，广义相对论预言，类似于天体物理学研究的大黑洞是非常简单的天体，仅用两个参数就能完全描述它们：质量和自转。超大黑洞的质量范围在10^6至10^9倍太阳质量之间，并且与宿主星系核心的质量密切相关，约为核心质量的1/1000。超大质量黑洞的直接证据来自于银心，那里的恒星围绕中央黑洞的椭圆形轨道已被观测到，精确测量出其质量为3.7 × 10^6个太阳质量。当超大质量黑洞吸收周围气体时，它将成为活跃星系核。活跃星系核可以极其明亮，甚至超过其宿主星系中所有的恒星。

当30至100个太阳质量的恒星耗尽其核燃料后，在自身引力作用下坍缩，形成约10个太阳质量的黑洞。在如银河系这样的星系中，可能存在多达1,000万个此类黑洞。大多数不可见，但当它们吸收伴星物质时，会成为明亮的X射线源，即X射线双星。更引人注目的是，新形成的黑洞吸收可能导致宇宙中最强烈的爆炸——伽马射线暴。