Neutroninė žvaigždė yra žvaigždžių liekana – itin suspaustas objektas, kuris lieka, kai žvaigždės, kurių masė nuo 1.4 iki maždaug 3 kartų didesnė už mūsų Saulės masę, išeikvoja branduolinį kurą ir griūva į vidų. Rezultatas yra maždaug 20 km (12 mylių) skersmens kondensuota materijos sfera, kurios gravitacinis laukas yra maždaug 2 x 10^11 kartų stipresnis nei Žemės.
Neutroninės žvaigždės tankis yra toks didelis, kad protonai ir elektronai, sudarantys atomus, susilieja, sudarydami elektriškai neutralius neutronus, pirmines daleles, sudarančius neutroninę žvaigždę. Kadangi jos yra elektriškai neutralios, tokios dalelės gali būti labai glaudžiai supakuotos, todėl susidaro dangaus objektas, kurio tankis panašus į atomo branduolio tankį.
Neutroninė žvaigždė yra egzotiškas astronominis objektas, kurio egzistavimą teorija numatė 35 metus iki jos iš tikrųjų atradimo 1968 m. Neutroninės žvaigždės pabėgimo greitis yra maždaug perpus mažesnis už šviesos greitį. Aukščiausi „kalnai“ ant tokios žvaigždės matuojami milimetrais (colio dalimis), o ne kilometrais (pėdomis). Kadangi žvaigždės sukimosi greitis greitėja jai griūstant, gali būti pasiektas didžiulis kampinis greitis, maždaug 30,000 18,640 km/s (XNUMX XNUMX mylių/sek.) arba vienas apsisukimas kas milisekundes ar dvi. Kai šios greitai besisukančios žvaigždės skleidžia elektromagnetinę spinduliuotę, kurią galima aptikti Žemėje, jos gaunamos nuolatiniais impulsais, sukeldamos pavadinimą „pulsaras“.
Neutroninėje žvaigždėje, susiformavusioje iš pasibaigusių saulių šerdies, gyvena egzotiškos materijos formos, kurių niekur kitur visatoje nėra: branduoliai, sudaryti iš didžiulių neutronų kiekių be orbitoje skriejančių elektronų, laisvųjų neutronų, plūduriuojančių itin tankioje „neutronio“ sriuboje, ir galbūt egzotiškos materijos formos, tokios kaip pionai ar kaonai. Tai dalelės, sudarytos iš neįprastų konfigūracijų ar tipų kvarkų, subatominių dalelių sudedamųjų dalių. Kadangi įprastos atominės materijos formos būtų suplėšytos į gabalus dėl didžiulės neutroninės žvaigždės gravitacijos ir slėgio, galbūt niekada negalėsime atlikti eksperimentų ar stebėjimų su tokiais objektais tiesiogiai. Pagrindiniai neutroninių žvaigždžių tipai yra rentgeno spindulių pliūpsnis, pulsaras ir magnetaras.