Sao lùn đen là một sao lùn trắng đã nguội đi đến nhiệt độ tương đương với nền vi sóng vũ trụ. Nền vi sóng vũ trụ là bức xạ nhiệt còn sót lại từ Vụ nổ lớn hoặc nhiệt độ của không gian xung quanh ngôi sao.
Khi một ngôi sao trở thành sao lùn trắng, nó không còn nguồn nhiệt bên trong và chỉ sáng do nhiệt dư. Cũng giống như thức ăn được lấy ra khỏi lò nướng, nó sẽ nguội từ từ. Đầu tiên nó trở thành sao lùn đỏ, sau đó là sao lùn nâu và cuối cùng là sao lùn đen.
Sao lùn đen hoàn toàn là giả thuyết không giống như sao lùn đỏ, nâu và trắng. Sẽ mất nhiều thời gian hơn để trở thành sao lùn trắng so với vũ trụ đã tồn tại, vì vậy không có sao lùn đen nào tồn tại.
