Konečným stadiem hvězdného vývoje je pro mnoho hvězd černý trpaslík. Protože nevyzařují žádné teplo ani světlo, bylo by obtížné tyto objekty odhalit, pokud by existovaly dnes. Vznik černých trpaslíků však trvá kvadriliony let. Vesmír je starý méně než 14 miliard let, takže je ještě příliš mladý na to, aby se v něm vytvořili černí trpaslíci.
Hvězda hlavní posloupnosti, které chybí hmotnost potřebná k výbuchu supernovy, se stane bílým trpaslíkem, „mrtvou“ hvězdou, která spálila veškeré své vodíkové a héliové palivo. Bílý trpaslík však ještě nějakou dobu zůstává horký, podobně jako hořák na kamnech stále vyzařuje teplo, i když je vypnutý.
Po extrémně dlouhé době se veškeré zbylé teplo vyzáří. Bílý trpaslík již nebude vyzařovat teplo ani světlo a stane se černým trpaslíkem. Protože nevyzařuje žádné záření, je téměř nemožné ho spatřit. Černý trpaslík si však stále zachová svou hmotnost, což vědcům umožní detekovat efekty vyvolané jeho gravitačním polem.
Ale zatím není třeba začít hledat nepolapitelné černé trpaslíky. V tuto chvíli jsou pouze teoretické. Podle astronoma Ethana Siegela vědci spočítali, že bílému trpaslíkovi bude trvat nejméně sto milionů miliard let, než se ochladí a stane se černým trpaslíkem.
I kdyby bílý trpaslík vznikl v okamžiku velkého třesku – což je nemožné, protože hvězda musí projít několika vývojovými fázemi, které dohromady trvají nejméně miliardu let – byl by dnes stále bílým trpaslíkem, protože se ještě dostatečně neochladil.
Hnědým trpaslíkům, objektům příliš malým na to, aby dosáhly bodu fúze, se kdysi říkalo černí trpaslíci.
Černého trpaslíka bychom neměli zaměňovat s černou dírou nebo neutronovou hvězdou, které byly pozorovány.