黑矮星是中小质量恒星演化的最终残骸，指白矮星在宇宙时间尺度上进一步冷却到几乎不再发出可探测电磁辐射的致密天体；其物质处于电子简并态，典型成分为碳与少量氧。由于从恒星形成到演化为黑矮星所需的时间远超当前宇宙年龄约138亿年，现今宇宙中尚不存在可观测的黑矮星。若其存在，也极难被直接探测，通常只能寄望于引力效应等间接手段；“黑矮星”一词在历史上曾被用于指称今日所称的褐矮星（次恒星天体），现已不再混用。
二、形成过程与时间尺度
典型路径：中小质量恒星（主序阶段约0.08–8 M☉）→ 红巨星/渐近巨星分支 → 抛失外层形成行星状星云 → 遗留碳氧白矮星 → 长期仅以残余热缓慢辐射 → 冷却为理论上的黑矮星。这一链条中的“白矮星→黑矮星”阶段需要的时间超过当前宇宙年龄，因此今天宇宙里还没有黑矮星。
冷却时标与数量级：白矮星初始表面温度可达约10^5 K，随后以极慢速率冷却。关于“完全冷却”的时间并无唯一确定值，不同模型给出从约10^14–10^15 年到10^25 年甚至更长的量级估计；因此“黑矮星”更多是遥远未来的理论态而非现今可观测对象。
三、与褐矮星、白矮星、黑洞的区别
对象 | 形成来源 | 是否发生核聚变 | 当前是否可观测 | 关键特征
褐矮星 | 低质量原恒星（约13–80 木星质量） | 否（或仅极短暂、微弱氘聚变） | 可观测（主要在红外） | “失败的恒星”，靠引力收缩供能
白矮星 | 中小质量恒星（≤8 M☉）核心残骸 | 否 | 可观测（热残余光） | 电子简并态、体积≈地球、密度极高
黑矮星 | 白矮星进一步冷却的理论终态 | 否 | 不可观测（需引力效应等间接手段） | 冷简并态、几乎无辐射
黑洞 | 大质量恒星坍缩或致密天体并合 | 否 | 事件视界内不可见；可观测吸积辐射/引力效应 | 强引力、时空弯曲显著
上述差异要点：黑矮星与黑洞、中子星完全不同；“黑矮星”与“褐矮星”也不是一回事，后者是未点燃稳定氢聚变的次恒星天体。
四、可观测性与未来研究
直接观测挑战：黑矮星按定义几乎不发光，且其微弱辐射易被宇宙微波背景辐射淹没；质量与白矮星相近时，重力探测也难以将其与行星等致密天体区分，因此现阶段没有确证观测。
远期物理效应与不确定性：白矮星未来的冷却细节受若干未解物理影响，例如暗物质粒子散射加热与（若存在）质子衰变等，可能显著改变其冷却时标；在这些未知下，黑矮星冷却到“不可见”的确切时间仍不确定。
远期奇异可能性（高度推测）：部分模型探讨，若简并态核的密度极高并发生pycnonuclear（致密核）聚变将物质转化为铁，可能触发失控聚变；但若质子衰变存在，它会持续带走质量与能量，可能抑制此类爆炸。不同研究给出的时间尺度横跨10^1100 年到10^32000 年等极端范围，属极端远期与高度不确定的推演。