De theoretische maximale massa voor een zwart gat wordt de "Tolman-Oppenheimer-Volkoff (TOV) limiet" genoemd. Deze limiet wordt bepaald door de balans tussen de zwaartekracht van het zwarte gat en de uitwaartse druk die wordt uitgeoefend door de materie daarin.

Volgens de TOV-limiet is de maximale massa van een niet-roterend zwart gat ongeveer 2,5 maal de massa van de zon. Dit komt omdat de zwaartekracht van een massiever zwart gat zo sterk zou zijn dat de materie daarin zou instorten tot een singulariteit met een oneindige dichtheid, wat in strijd is met de wetten van de natuurkunde.

Voor roterende zwarte gaten ligt de TOV-limiet iets hoger. De maximale massa van een snel roterend zwart gat kan tot drie keer de massa van de zon bedragen. Dit komt omdat de rotatie van het zwarte gat een naar buiten gerichte middelpuntvliedende kracht genereert die een deel van de zwaartekracht tegenwerkt, waardoor het een grotere massa kan ondersteunen.

In de praktijk is het echter onwaarschijnlijk dat zwarte gaten ooit de TOV-limiet zullen bereiken. Het proces van het vormen van een zwart gat uit instortende materie is zeer inefficiënt en een groot deel van de massa gaat verloren in de vorm van straling. Als gevolg hiervan hebben de meest massieve zwarte gaten die tot nu toe zijn waargenomen slechts een paar miljard keer de massa van de zon.