Um buraco negro estelar é um buraco negro formado pelo colapso gravitacional de uma estrela massiva (maior do que cerca de 10 vezes a massa do Sol) ao final de seu tempo de vida (entendido isso como suas reações de fusão estelares). O processo é observado como uma explosão de supernova ou uma explosão de raios gama.
O corpo celeste proposto como maior buraco negro estelar que se conhece (até o ano de 2001) possui 14 massas solares.[1]
Teoricamente podem existir buracos negros de qualquer massa (relatividade geral). Enquanto menos massa possua, maior deve ser a densidade da matéria para formar um buraco negro (ver raio de Schwarzschild, sobre o raio de um buraco negro). Não existem processos conhecidos que possam produzir buracos negros com uma massa menor que umas poucas vezes a massa do Sol. Se estes existem, são principalmente buracos negros primordiais.
O colapso de uma estrela é um processo natural que produz um buraco negro. É inevitável que ao final da vida de uma estrela, quando todas as fontes de energia estelar se esgotam, se a massa da estrela que está colapsando está abaixo de certo valor crítico, o produto final será uma estrela compacta, quer seja uma anã branca, uma estrela de nêutrons ou uma estrela de quarks. Estas estrelas têm uma massa máxima. Assim que se a estrela que está colapsando tem uma massa que excede este limite ( Limite de Chandrasekhar) o colapso irá continuar para sempre (colapso gravitacional catastrófico) e formará um buraco negro. Todavia se desconhece a massa máxima de uma estrela de nêutrons, entretanto se crê que seria em torno de 8 a 25 massas solares.
Também existe evidências de outros dois tipos de buracos negros, que são muito mais massivos que os buracos negros estelares. Eles são os buracos negros de massa intermediária (no centro dos cúmulos globulares) e os buracos negros supermassivos no centro da Via Láctea e outras galáxias ativas.
Um buraco negro só pode ter três propriedades fundamentais: massa, carga elétrica e momento angular (rotação), o que se chama, nesta limitação, teorema da calvície. Se crê que todos os buracos negros formados na natureza têm rotação, mas não foi realizada uma definida observação na rotação. A rotação de um buraco negro estelar é devido à conservação do momento angular da estrela que o produziu.