主要研究领域是宇宙论和黑洞，证明了广义相对论的奇性定理和黑洞面积定理，提出了黑洞蒸发理论和无边界的霍金宇宙模型，在统一20世纪物理学的两大基础理论——爱因斯坦创立的相对论和普朗克创立的量子力学方面走出了重要一步。一、奇性理论；霍金与彭罗斯一起证明了著名的“奇性定理”。奇性定理意思是：在现在的宇宙形成之前，时空曾被高度地畸变，并且具有很小的曲率半径。即若逆着时间回至宇宙诞生之时，全部物质将会聚成一点，这一点就是所说的奇点。二 、、黑洞面积定理。霍金研究出：黑洞面积只会随时间增长而变大，而不会减小。三、黑洞蒸发理论；