中子星是超新星爆发后，大质量恒星坍缩形成的核心。它将大约1.4倍太阳的质量压缩到一个直径约20公里的球体中，密度与原子核相当。一茶匙中子星物质的重量相当于地球上的数十亿吨。

中子星几乎完全由中子构成。原始恒星核心中的质子和电子被挤压在一起，形成的中子密度极高，以至于它们能够抵抗量子压力的进一步坍缩。其表面是一层由较重原子核构成的薄壳。内部可能包含奇异的物质状态，例如超流体中子和超导质子。

它们自转速度极快。坍缩过程中角动量守恒，使得原本缓慢旋转的恒星核心转变为快速旋转的中子星。有些中子星每秒旋转数百次。它们还拥有极强的磁场，强度是地球磁场的数万亿倍。当磁场掠过地球时，我们就能看到无线电波脉冲。这些脉冲星就是脉冲星。

中子星是物理学的实验室。它们的引力强大到足以显著弯曲光线。它们的磁场可以检验量子电动力学。它们的合并会产生引力波，并锻造出金、铂等重元素。