A massa máxima teórica de um buraco negro é chamada de "limite de Tolman-Oppenheimer-Volkoff (TOV)". Este limite é determinado pelo equilíbrio entre a atração gravitacional do buraco negro e a pressão externa exercida pela matéria dentro dele.

De acordo com o limite TOV, a massa máxima de um buraco negro não rotativo é cerca de 2,5 vezes a massa do Sol. Isto ocorre porque a atração gravitacional de um buraco negro mais massivo seria tão forte que faria com que a matéria dentro dele colapsasse para uma singularidade com densidade infinita, violando as leis da física.

Para buracos negros em rotação, o limite TOV é ligeiramente superior. A massa máxima de um buraco negro em rotação rápida pode ser até 3 vezes a massa do Sol. Isto ocorre porque a rotação do buraco negro gera uma força centrífuga para fora que neutraliza parte da atração gravitacional, permitindo-lhe suportar uma massa maior.

Na prática, porém, é improvável que os buracos negros consigam atingir o limite TOV. O processo de formação de um buraco negro a partir do colapso da matéria é muito ineficiente e grande parte da massa é perdida na forma de radiação. Como resultado, os buracos negros mais massivos observados até agora têm apenas alguns milhares de milhões de vezes a massa do Sol.