En pulsar är en snabbt roterande neutronstjärna som avger stora mängder elektromagnetisk strålning (ljus, röntgenstrålar, radiovågor, etc.) och partikelstrålar. En neutronstjärna är det som blir över när en stjärna som är 4 – 8 gånger vår sols massa bränner upp det mesta av sitt bränsle och exploderar i en supernova. Stjärnans yttre lager skjuter snabbt utåt, medan stjärnkärnan kollapsar till en sfär som är cirka 20 km i diameter. Vissa neutronstjärnor roterar inte särskilt snabbt, men de som gör det är kända som pulsarer.
Solar som är mer massiva än 8 gånger vår sols massa kollapsar och bildar svarta hål, som avger väldigt lite strålning eftersom deras gravitationsbrunn är så djup att ingenting kan fly från den. Solar som är mindre än 4 gånger vår sols massa förvandlas till röda jättar och sedan bruna dvärgar, utan att kollapsa till en neutronstjärna. Men de solar som kollapsar till neutronstjärnor frigör en enorm mängd energi i processen, på grund av den rena energin från den kollapsande materien. Ibland kommer en liten initial rotation i stjärnkärnan att förstärkas avsevärt när kollapsen inträffar, eftersom en skridskoåkare tenderar att snurra snabbare och de drar armarna närmare sig själva.
Partikelstrålarna och den elektromagnetiska strålningen kommer från två platser på den snurrande neutronstjärnan – nord- och sydmagnetpolen. Eftersom neutronstjärnans tyngdkraft är så massiv (tusentals gånger solens), kommer mycket lite materia eller ljus att fly från någon annan del av pulsaren. Eftersom de magnetiska polerna är något felinriktade med rotationsaxeln, precis som på jorden, observerar vi pulsarer som ljuskällor som blinkar av och på med en regelbunden frekvens, eftersom de magnetiska polerna snurras runt av stjärnans rotation. Detta fenomen observerades första gången av doktoranden Jocelyn Bell Burnell i slutet av 1967.
Pulsarer producerar magnetiska fält som är ungefär en biljon gånger mer intensiva än jordens. Pulsarer i binära konfigurationer med normala stjärnor är de lättast att observera, eftersom alla neutronstjärnor tenderar att dra bort materia från sina följeslagare, vilket resulterar i en lysande ansamlingsskiva. Pulsarer som ansamlas materia från en följeslagare tenderar att rotera ännu snabbare när de får massa. Pulsarerna roterar någonstans mellan 10 och 1000 gånger i sekunden, med vissa varianter som snurrar ännu snabbare. Rotationshastigheterna för vissa pulsarer är så regelbundna att de är kända som de mest exakta klockorna i universum. Bland de mest exotiska kosmologiska objekten ger pulsarer oss ett fönster in i en bisarr värld där högintensiva gravitationsfält och elektromagnetiska fält utsätts för relativistiska hastigheter, och testar på så sätt själva gränserna för vår förståelse av fysik.