Bintang neutron adalah sisa-sisa bintang – objek super-kompresi yang tersisa ketika bintang dengan massa antara 1.4 dan sekitar 3 kali massa Matahari kita menghabiskan bahan bakar nuklirnya dan runtuh ke dalam. Hasilnya adalah bola materi yang terkondensasi sekitar 20 km (12 mil), dengan medan gravitasi kira-kira 2 x 10^11 kali lebih kuat daripada medan gravitasi Bumi.
Kepadatan bintang neutron begitu besar sehingga proton dan elektron penyusun atom melebur membentuk neutron elektrik netral, partikel utama yang menyusun bintang neutron. Karena mereka netral secara elektrik, partikel tersebut dapat dikemas sangat erat bersama-sama, menghasilkan benda langit dengan kerapatan yang mirip dengan inti atom.
Bintang neutron adalah objek astronomi eksotis yang keberadaannya diprediksi oleh teori 35 tahun sebelum benar-benar ditemukan pada tahun 1968. Kecepatan lepas bintang neutron kira-kira setengah kecepatan cahaya. “Gunung” tertinggi pada bintang semacam itu berukuran dalam milimeter (fraksi inci) dan bukan kilometer (kaki). Karena kecepatan rotasi bintang semakin cepat saat runtuh, kecepatan sudut yang luar biasa dapat dicapai, pada urutan 30,000 km/detik (18,640 mi/detik), atau satu putaran setiap milidetik atau dua. Ketika bintang-bintang yang berotasi cepat ini memancarkan radiasi elektromagnetik yang dapat dideteksi di Bumi, mereka diterima dalam pulsa-pulsa terus-menerus, yang mendorong judul “pulsar.”
Terbentuk dari inti matahari kadaluarsa, bintang neutron adalah rumah bagi bentuk materi eksotis yang tidak ditemukan di tempat lain di alam semesta: Nukleus terdiri dari sejumlah besar neutron tanpa elektron yang mengorbit, neutron bebas yang mengambang dalam sup “neutronium” superpadat, dan mungkin bentuk materi eksotis seperti pion atau kaon. Ini adalah partikel yang terdiri dari konfigurasi yang tidak biasa atau jenis quark, konstituen partikel subatomik. Karena bentuk materi atom konvensional akan tercabik-cabik oleh gravitasi dan tekanan yang sangat besar dari bintang neutron, kita mungkin tidak akan pernah dapat melakukan eksperimen atau pengamatan pada objek semacam itu secara langsung. Jenis utama bintang neutron termasuk penyembur sinar-x, pulsar, dan magnetar.