En neutronstjärna är den kollapsade kärnan i en massiv stjärna som exploderade som en supernova. Den har en massa som är ungefär 1,4 gånger solens, och bildar en sfär med en diameter på ungefär 20 kilometer. Det är densiteten för en atomkärna. En tesked neutronstjärnematerial skulle väga miljarder ton på jorden.

Neutronstjärnor består nästan helt av neutroner. Protonerna och elektronerna i den ursprungliga stjärnans kärna krossades tillsammans, och de resulterande neutronerna är så tätt packade att de motstår ytterligare kollaps genom kvanttryck. Ytan är en tunn skorpa av tyngre kärnor. Interiören kan innehålla exotiska materiatillstånd, inklusive superfluida neutroner och supraledande protoner.

De roterar snabbt. Bevarandet av rörelsemängdsmomentet under kollapsen förvandlar en långsamt roterande stjärnkärna till en snabbt roterande neutronstjärna. Vissa roterar hundratals gånger per sekund. De har också intensiva magnetfält, biljoner gånger starkare än jordens. När magnetfältet sveper förbi jorden ser vi en puls av radiovågor. Det är pulsarer.

Neutronstjärnor är laboratorier för fysik. Deras gravitation är tillräckligt stark för att märkbart böja ljus. Deras magnetfält testar kvantelektrodynamiken. Deras sammanslagningar producerar gravitationsvågor och skapar tunga grundämnen som guld och platina.