İhtiva ettiği maddenin büyük çoğunluğu nötronlara kadar sıkışacak derecede gravitasyonel çökmeye maruz kalmış yıldız. Nötron yıldızlarının varlığı 1930’larda, içerisinde Landau ve Zwicky’nin de bulunduğu birkaç astronom tarafından, teorik olarak teklif edilmiştir.
Nötron yıldızlarının, bir süpernova patlamasından sonra geri kalan korun kütlesinin Chandrasekhar limitini (1.4 Güneş kütlesi) aşması halinde meydana geldikleri düşünülmektedir. Dejenere elektronların basıncı güçlü çekimi karşılayamayacağından, böyle bir kor bir beyaz cüce olarak dengede kalmaz. Çökme, ortalama yoğunluk 1017 kgm ! olana kadar sürer ve bu şart sağlandığında, proton ve elektronlar nötronlara çözülürler. Bunlar, yıldızın daha fazla çökmesini önler. Bir beyaz cüce üzerine kütle akması halinde de beyaz cücenin kütlesi Chandrasekhar limitini aşabilir ve böylelikle de bir nötron yıldızı meydana gelebilir.
20-30 km’lik çapları, güçlü manyetik alanları (10*_ tesla) ve son derecede süratli dönmeleriyle genç nötron yıldızlarının, pulsar olayından sorumlu olduklarına inanılmaktadır. Tipik bir nötron yıldızının sadece birkaç santimetre kalınlığında bir atmosferi, bunun altında da yaklaşık 1 kilometre kalınlığında kristal bir kabuk vardır.