黑洞理论
1974年，霍金提出了著名的“霍金辐射”学说，该学说是霍金对天体物理学作出的最大贡献之一。
霍金在该学说中指出，黑洞在特定条件下会放射出一种微小的放射物，最后所有的黑洞将随着时间的推移慢慢地蒸发掉。但是根据量子力学所描述的微观粒子的运动规律，黑洞及被其“吞噬”掉的物质是不会简单消失的。
30多年来，霍金试图以各种推测来解释这些相矛盾的观点。他还曾提出，黑洞中有关量子力学的规律是不同的。但是他的这一观点遭到了他的同事和其他国家科学家的质疑。
人类未来
霍金2008年曾在美国乔治·华盛顿大学大胆预言，假如人类的历程再走100万年，“人类的足迹必将进入那些从未涉足过的宇宙空间”。他说，新世界的发现对旧世界产生了深远影响，“否则我们就不会见到现在满世界的麦当劳和肯德基了”。
霍金说，人类向外太空扩展将带来比发现新大陆的“地理大发现”更巨大的影响，彻底改变人类未来。他认为，人类将在30年内在月球上建立基地，以开展长期的宇宙探索活动;在200年至500年内，人类将发明新的推进系统，让在太阳系外的宇宙空间开展载人探索变得可能。
“请(对宇宙)充满好奇，”他说，“我们必须为了人类继续走向太空。如果不逃离我们脆弱的星球，我们将无法再生存1000年。”
人工智能
霍金坦承人工智能的初步发展已证明了其有用性，但他担心这类技术最终会发展出与人类智慧相当甚至超越人类的机器。“到时它(机器)将可能以不断加快的速度重新设计自己，而人类则受制于生物进化速度，无法与其竞争，最终被超越。”
2014年，霍金曾与另外几位科学家为英国《独立报》撰文，称人们目前对待人工智能的潜在威胁“不够认真”。“短期来看，人工智能产生何种影响取决于谁在控制它。而长期来看，这种影响将取决于我们还能否控制它。”如何趋利避害是所有人需要考虑的问题。
