Acredita-se, também, com base na mecânica quântica, que buracos negros emitam radiação térmica, da mesma forma que os corpos negros da termodinâmica a temperaturas finitas. Esta temperatura, entretanto, é inversamente proporcional à massa do buraco negro, de modo que observar a radiação térmica proveniente destes objetos torna-se difícil quando estes possuem massas comparáveis às das estrelas.

Apesar de praticamente invisíveis, os buracos negros podem ser detectados por meio de sua interação com a matéria em sua vizinhança. Pode-se detectar um buraco negro pelo efeito de sua massa sobre o movimento de estrelas em uma dada região do espaço. Pode-se também detectar um buraco negro pela  radiação emitida enquanto traga uma estrela companheira, que se deforma para o círculo de acresção, deixando escapar parte da radiação pelos choques de sua matéria e radiação no turbilhão do redemoinho que se forma, como a névoa sobre um redemoinho de água, "espirrando" do horizonte de eventos e escapando da gravidade do buraco negro aquecida a altas temperaturas. No final de 2015, pesquisadores do projeto LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) observaram "distorções no espaço e no tempo" causadas por um par de buracos negros com 30 massas solares em processo de fusão.