Găurile negre nu pot fi detectate direct, deoarece nu emit lumina sau alte radiații. În schimb, ele pot fi detectate în mod indirect în funcție de efectele gravitației lor asupra obiectelor din apropiere. În astronomie, se folosește telescoapele pentru a studia mișcarea stelelor și a galaxiilor în jurul unui punct de masă concentrată, indicând existența unei găuri negre. De asemenea, se pot detecta razele X emise de gazul care intră în gaura neagră, sau se poate observa lumină emisă de materialele care se încing în timpul căderii spre gaură.