Stephen Hawking non ha creato nessuna invenzioni fisiche, ma ha inventato diverse teorie profetiche in cosmologia. Ha sviluppato teorie sui buchi neri, inclusa la seconda legge, che afferma che un buco nero mai riduce la superficie per quanto riguarda la fisica classica. Questa legge suggerisce che i buchi neri sono caldi.
Hawking ha anche teorizzato il concetto di "buchi neri", che definisce i buchi neri per la loro massa, il momento angolare e la carica. Ha usato la teoria dei quanti per dimostrare che un buco nero potrebbe svanire e che emette calore, contrariamente alla precedente convinzione che nulla potrebbe sfuggire a un buco nero. Ha suggerito che ci vorrebbe più tempo dell'età dell'universo per un buco nero della stessa massa del sole a scomparire. La sua teoria sostiene che una volta che si sviluppa un buco nero, irradia energia e inizia a perdere massa. La radiazione non offre informazioni sul contenuto di un buco nero, e una volta che il buco nero scompare, tutte le informazioni vengono perse. Hawking fu il primo a mostrare come le galassie potevano nascere dalle fluttuazioni quantiche. Ha anche tentato di sviluppare una teoria quantistica della gravità che si applica ai buchi neri. Le pubblicazioni di Hawking includono "Una breve storia del tempo: dal Big Bang ai buchi neri" e "L'universo di Stephen Hawking: The Cosmos Explained."