Uma estrela anã negra é uma estrela anã branca que resfriou até a mesma temperatura do fundo de micro-ondas cósmico. O fundo de micro-ondas cósmico é a radiação térmica que sobrou do Big Bang ou da temperatura do espaço ao redor da estrela.
Uma vez que uma estrela se torna uma anã branca, ela não tem mais uma fonte interna de calor e ainda está brilhando devido ao calor residual. Assim como o alimento tirado do forno, ele esfria lentamente. Ela primeiro se torna uma anã vermelha, depois uma anã marrom e, por fim, uma anã preta.
As anãs negras são inteiramente hipotéticas, ao contrário das anãs vermelhas, marrons e brancas. Uma anã branca levaria mais tempo para se tornar uma anã negra do que o universo já existia, então não existem anãs negras.