黑洞密度無窮大指的是黑洞奇點的密度無窮大，若果以黑洞視界包裹區域為容積，黑洞的平均密度有可能比水密度還低，在黑洞奇點處，物質的形態與我們所知的任何物質都不一樣，也不再有元素的概念。
黑洞是天文學中最神秘的天體，依據愛因斯坦的廣義相對論引力場多項式，其中一個精確解為史瓦西解，描述的是一個不帶電荷和無角動量的黑洞，稱之為史瓦西黑洞，例如我們把月球壓縮成直徑9毫米的球，月球都會坍縮成一個黑洞。
按照廣義相對論的描述，黑洞有一個視界，一切步入黑洞視界的物質將永遠沒法逃出下來，連光也一樣；在視界外邊，掉入黑洞的物質在黑洞赤道平面產生吸積盤，吸積盤中的物質以極高的速率運轉，氣溫高達數十萬攝氏度，并發出刺眼的可見光。
在史瓦西黑洞的中心，是一個直徑無窮小、密度無窮大的奇點，空間和時間在這兒無限彎曲，類似宇宙大爆燃之前的形態。
通常大質量黑洞在演變末期，會通過超新星的形式產生黑洞水的密度單位是多少，還有中子星的質量超過奧本海默極限（大概3倍太陽質量）后，中子星也會繼續坍縮成夸克星或則黑洞。
通常情況下，我們說黑洞的直徑，指的是黑洞的史瓦西直徑，也就是黑洞視界區域對應的直徑；諸如人類拍攝到的首張黑洞相片，就來自距離月球5500萬光年的M87星體，該黑洞質量是太陽的65億倍，對應的史瓦西直徑為195億公里，相當于130個天文單位。
假如以黑洞視界為邊界來估算黑洞的平均密度，這么黑洞的平均密度將是有限值，并且平均密度與史瓦西直徑的平方成正比；這意味著，隨著黑洞質量的降低水的密度單位是多少，黑洞的平均密度是越來越低的，例如M87星體中心黑洞的平均密度為0.42kg/L，不到水密度的一半。
按照廣義相對論的描述，黑洞奇點處的引力無窮大，任何原子在這兒都將被引力粉碎，至于粉碎后的物質是哪些形態，目前誰也說不清楚，這將與我們見過的任何物質都不一樣。
目前，人類所有的數學理論在黑洞奇點處都失效了，就如我們的數學理論難以描述宇宙大爆燃之前的形態一樣，奇點處不再有元素的概念，也不再有基本粒子的概念。