Stephen Hawking não criou nenhuma invenção física, mas apresentou várias teorias perspicazes em cosmologia. Ele desenvolveu teorias sobre buracos negros, incluindo a segunda lei, que afirma que um buraco negro nunca reduz em área de superfície no que diz respeito à física clássica. Esta lei sugere que os buracos negros são quentes.
Hawking também teorizou sobre o conceito "sem cabelo" de buracos negros, que os caracteriza por sua massa, momento angular e carga. Ele usou a teoria quântica para mostrar que um buraco negro pode desaparecer e que emite calor, ao contrário da crença anterior de que nada poderia escapar de um buraco negro. Ele sugeriu que demoraria mais do que a idade do universo para que um buraco negro com a mesma massa do sol desaparecesse. Sua teoria afirma que, uma vez que um buraco negro se desenvolve, ele irradia energia e começa a perder massa. A radiação não oferece informações sobre o conteúdo de um buraco negro e, uma vez que o buraco negro desaparece, todas as informações são perdidas. Hawking foi o primeiro a mostrar como as galáxias podem surgir de flutuações quânticas. Ele também tentou desenvolver uma teoria quântica da gravidade que se aplica aos buracos negros. As publicações de Hawking incluem "Uma Breve História do Tempo: Do Big Bang aos Buracos Negros" e "Stephen Hawking's Universe: The Cosmos Explained".
