Нейтронная звезда может иметь массу больше Солнца при диаметре всего около 20–25 км.

Внутри неё вещество сжато до плотности, сравнимой с плотностью атомных ядер.

Такой объект появляется после коллапса ядра массивной звезды. Гравитация сдавливает вещество настолько сильно, что привычная структура атомов разрушается: электроны и протоны взаимодействуют с образованием нейтронов, а материя превращается в сверхплотную смесь ядерных частиц.

Коллапс не продолжается бесконечно. При экстремальном сжатии дальнейшему уплотнению сопротивляются квантовые свойства частиц и сильное ядерное взаимодействие. Именно этот внутренний «упор» позволяет устойчивой нейтронной звезде не превратиться сразу в чёрную дыру.

В самых глубоких слоях всё сложнее: неизвестно, остаётся ли там обычная нейтронно-протонная материя или возникают более экзотические состояния, например кварковая материя. Поэтому нейтронные звёзды остаются природными лабораториями, где физика вещества проверяется почти на предельных плотностях.