Última etapa de la evolución de una estrella supergigante cuando, al agotarse su combustible nuclear, el astro sufre una explosión de supernova. Después de la explosión el núcleo de la estrella se colapsa hasta alcanzar una densidad tan elevada que los protones y electrones se combinan para formar neutrones, y el colapso continúa hasta que los neutrones logran frenarlo debido al principio de exclusión de Pauli. Cuanto mayor es la masa de una estrella de neutrones menor es su diámetro, pero si sobrepasa las dos masas solares (aproximadamente) seguiría colapsándose hasta convertirse en un agujero negro. En consecuencia las estrellas de neutrones son objetos muy compactos y muy masivos, del orden de un par de masas solares, comprimidas en esferas de unos 10 km de radio. Además, a causa del principio de conservación del momento angular, la contracción de la estrella hace que esta gire más rápido y, también, hace que su campo magnético se vuelva más intenso. Las estrellas de neutrones emiten potentes ondas de radio que son encauzadas por el campo magnético dentro de un haz que gira con la estrella con periodos que van desde unos milisegundos hasta algunos segundos, y en estos casos son conocidas como púlsares. Las estrellas de neutrones se pueden encontrar en restos de supernovas, como objetos aislados o en sistemas binarios.