Een neutronenster is een extreem compacte en dichte overblijfsel van een supernova-explosie. Wanneer een massieve ster aan het einde van zijn levensduur ontploft als een supernova, kan de kern van de ster instorten onder zijn eigen zwaartekracht. Als de massa van de kern groot genoeg is, maar niet groot genoeg om een zwart gat te vormen, ontstaat er een neutronenster.
De materie in een neutronenster wordt samengeperst tot een ongelooflijk hoge dichtheid, waarbij atomen worden verpletterd en elektronen samensmelten met protonen, waardoor neutronen ontstaan. Hierdoor ontstaat een bolvormig object dat hoofdzakelijk bestaat uit neutronen. Neutronensterren hebben ongelooflijke dichtheden, vaak meer dan een miljoen ton per kubieke centimeter.
Ze hebben ook intense zwaartekrachtvelden, wat betekent dat ze enorme krachten kunnen uitoefenen op nabije objecten. Hun intense zwaartekracht kan bijvoorbeeld materie van een nabije begeleidende ster aftrekken als ze deel uitmaken van een binair systeem.
Neutronensterren worden vaak waargenomen als pulsars, wat neutronensterren zijn die snel roteren en intense stralen van elektromagnetische straling uitzenden. Deze stralen worden gedetecteerd als regelmatige pulsen van straling, vandaar de naam “pulsars”.