質量越大的黑洞，吸積產生的輻射光度往往就越大。宇宙中的星係大多十分平靜，但其中約2%的星係有劇烈的活動，其物理特征呈現快速、明顯的變化，主要體現在星係核在x射線、紫外、光學或射電波段有強烈的輻射和爆發。這些星係在活動期間爆發出的能量比銀河係一生釋放的總能量還要大，但核的活動範圍卻很小，如此強的輻射效率隻有黑洞才能做到。這樣的核稱為活動星係核（active gctic nucleus，簡稱agn）。目前主流的agn模型認為，活動星係中心存在一個超大質量黑洞，它吸積周圍的氣體形成了一個約幾倍~1000倍史瓦西半徑的吸積盤，並在垂直吸積盤的方向高速噴出電子和其他電離氣體，在兩側形成長達0.1~ 秒差距（parsec，簡稱pc）的壯觀噴流。噴流是由於電子在黑洞強磁場的作用下向外加速運動，但是在黑洞周圍稠密的氣體雲團的束縛下，電子隻能從氣體的最薄弱處噴射出來，形成方向十分固定的噴流。噴出的電子最快可以接近光速。
黑洞是宇宙中奇特的天體，具有超強的引力，以至於在黑洞半徑內連光都無法逃脫它的引力束縛。100多年前的天文學家通過觀測發現，在黑洞半徑之外距離很近的地方，黑洞能夠以接近光速的速度向外噴射出包含物質和能量的強大外流——噴流。目前，這一領域主要有“提取黑洞轉動能”模型和“提取吸積盤轉動能”模型。天文學家試圖剖析噴流的能量來源問題。該研究通過計算兩種模型預言的輻射並與觀測進行對比發現，通過磁場提取黑洞轉動能的模型所預言的噴流與實際觀測結果一致，而另一個通過磁場提取黑洞吸積盤轉動能的模型則難以解釋觀測結果。
進一步，該研究分析黑洞噴流中產生“磁重聯”的物理機製發現，這是由於m87黑洞吸積盤中磁場會產生“磁爆發”。該爆發能夠對磁場產生強擾動，而該擾動能夠傳播很遠的距離，導致噴流中的磁重聯。
黑洞看起來能吸收一切物質，質量隻增不減，但黑洞也可能持續輻射光子（雖然恆星質量黑洞輻射的速度極為緩慢）。按照史蒂芬·霍金（stephen william hawking）在1974年提出的理論，在量子物理中，有一種名為“隧道效應”的現象，即一個粒子的概率密度分佈雖然盡可能讓能量低的地方較強，但即使在能量相當高的地方，粒子的概率密度仍不為零，換句話說，粒子總有一定概率穿越那些在經典物理中無法穿透的“牆”。黑洞的邊界對於光子來說，就是一堵能量相當高的勢壘，但是光子總有一定概率隧穿出去。霍金計算出黑洞輻射光子的溫度為 ，這一現象稱為霍金輻射。
霍金的理論是受靈感支配的思維的飛躍，他結合了廣義相對論和量子理論，他發現黑洞周圍的引力場釋放出能量，同時消耗黑洞的能量和質量。
假設一對粒子會在任何時刻、任何地點被創生，被創生的粒子就是正粒子與反粒子，而如果這一創生過程發生在黑洞附近的話就會有四種可能的情況發生：兩粒子湮滅、兩粒子都被吸入黑洞，正粒子被吸入黑洞反粒子逃逸，反粒子被吸入黑洞正粒子逃逸。對於最後一情況：在黑洞附近創生的一對粒子其中一個反粒子會被吸入黑洞，而正粒子會逃逸，由於能量不能憑空創生，我們設反粒子攜帶負能量，正粒子攜帶正能量，而反粒子的所有運動過程可以視為是一個正粒子的為之相反的運動過程，如一個反粒子被吸入黑洞可視為一個正粒子從黑洞逃逸。這一情況就是一個攜帶著從黑洞裏來的正能量的粒子逃逸了，即黑洞的總能量少了，而愛因斯坦的質能方程 表明，能量的損失會導致質量的損失。
在經典的廣義相對論中，由於沒有光子能從黑洞中跑出來，即黑洞不產生輻射，黑洞的溫度是絕對零度。但根據霍金的理論，每個黑洞都有一定的溫度，而且溫度的高低與黑洞的質量成反比例。也就是說，大黑洞溫度低，蒸發也微弱；小黑洞的溫度高，蒸發也強烈，類似劇烈的爆發。當黑洞的質量越來越小時，它的霍金輻射溫度會越來越高。這樣，當黑洞損失質量時，它的溫度和發射率增加，因而它的質量損失得更快。這種“霍金輻射”對大多數黑洞來說可以忽略不計，理論上，相當於一個太陽質量的黑洞，大約要1x 年才能蒸發殆盡。實際上，由於大質量黑洞的霍金輻射溫度比宇宙微波背景輻射的溫度（約2.7開爾文）還要低，恆星級及以上的黑洞的質量隻增不減，隻有小於月球質量（直徑小於0.1毫米）的黑洞才會蒸發。這樣的小黑洞會以極高的速度輻射能量，相當於一顆小行星質量的黑洞會在1x 秒內蒸發得幹幹淨淨。 宇宙中黑洞的霍金輻射很難觀測到，但有學者提出原初黑洞在蒸發到最後階段會釋放伽馬射線暴，不過目前還未證實。美國航空航天局（nasa）在2008年發射的費米伽馬射線太空望遠鏡將持續尋找這一爆發。
對於那些並不活躍的黑洞，如周圍沒有氣體的孤立黑洞，如果它正好處在地球與某個恆星或星係之間，可以通過引力透鏡效應推算黑洞的質量。
恆星引力的時空扭曲改變了光線的路徑，使之和原先沒有恆星情況下的路徑不一樣。光在恆星表麵附近稍微向內偏折，在日食時觀察遠處恆星發出的光線，可以看到這種偏折現象。當該恆星向內坍塌時，其質量導致的時空扭曲變得很強，光線向內偏折得也更強，從而使得光子從恆星逃逸變得更為困難。對於在遠處的觀察者而言，光線變得更黯淡更紅。
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