ดาวนิวตรอนเป็นแก่นกลางขนาดเล็กมากที่หลงเหลือจากการระเบิดซูเปอร์โนวา
เมื่อดาวฤกษ์มวลมากวิวัฒนาการมาถึงจุดจบ โครงสร้างชั้นนอกของดาวได้ยุบตัวลงสู่ใจกลาง ในจังหวะนี้เอง วัสดุที่แก่นกลางดาวจะถูกบีบอัดมากจนอะตอมที่ถูกแยกกลายเป็นนิวตรอนเพียงอย่างเดียว ซึ่งนิวตรอนเป็นอนุภาคในอะตอมที่เป็นกลางทางไฟฟ้า
จากนั้น โครงสร้างชั้นนอกของดาวฤกษ์จะถูกสาดออกเนื่องจากการระเบิด หลงเหลือไว้แต่ดาวนิวตรอนที่หมุนรอบตัวเองอย่างรวดเร็ว ดาวนิวตรอนบางดวงก็หมุนรอบตัวเองเร็วมากถึงระดับหลายร้อยรอบใน 1 วินาที
ดาวนิวตรอนมีมวลราว 1-2 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ และมีขนาดความกว้างเพียง 20 กิโลเมตร หากเปรียบเทียบให้เห็นภาพ วัสดุจากดาวนิวตรอนที่มีปริมาตรเท่ากับบ้านหนึ่งหลัง จะมีมวลมากพอๆกับมวลดวงจันทร์