Cygnus X-1 pertence a um sistema binária massiva de raio-X cerca de 6000 anos luz do Sol que inclui uma estrela variável supergigante azul chamada HDE 226868 que orbita a cerca de 0,2 UA, ou 20% da distância da Terra ao Sol. Um vento estelar da estrela fornece material para um disco de acreção em torno da origem de raio-X. A matéria no disco interno é aquecida a milhões de kelvin (K), gerando os raios-X observados. Um par de jatos, perpendiculares ao disco, arremessam parte do material que está caindo para o espaço interestelar.

Este sistema pode pertencer a uma associação estelar chamada Cygnus OB3, o que pode significa que Cygnus X-1 tenha cerca de 5 milhões de anos de idade e tenha se formado a partir de uma estrela progenitora que possuía mais de 40 massas solares. A maior parte da massa estelar foi perdida, provavelmente como vento estelar. Se esta estrela tivesse explodido como uma supernova, a força resultante provavelmente teria ejetado o resto do sistema. Portanto, a estrela pode ter provavelmente colapsado diretamente em um buraco negro.