Любая звезда главной последовательности, чья масса превышает Солнечную массу в 4-8 раз,может превратиться в ходе своей эволюции в нейтронную звезду. Т .е в конце своей жизни звезда взрывается сбрасывая с себя внешнюю оболочку (образуя туманность) ,а из оставшейся части ядра образуется нейтронная звезда, но если масса этого остатка превышает солнечную массу в 5 раз, то образуется чёрная дыра. Диаметр нейтронной звезды обычно не превышает 10-20 километров. Теоретически масса таких звёзд варьируется в пределах от 0,1 до 2,5 солнечных масс (но среднее значение - 1,5 солнечных массы) Поэтому средняя плотность вещества такого объекта в несколько раз превышает плотность атомного ядра (которая для тяжёлых ядер составляет в среднем 2,8⋅1017 кг/м³)
Характерной чертой нейтронной звезды является наличие у её поверхности мощного магнитного поля с магнитной индукцией более 1000 Гаусс (Гс). Для сравнения : магнитная индукция у поверхности Земли составляет всего 1 Гс. Многие нейтронные звёзды обладают чрезвычайно высокой скоростью осевого вращения, — до нескольких сотен оборотов в секунду.
По своим характеристикам нейтронные звезды можно разделить на три подтипа; Рентгеновские пульсары, магнетары и радиопульсары. Радиопульсары или просто пульсары являются наиболее распространенным типом нейтронных звезд, излучающих мощные электромагнитные импульсы. Однако их очень сложно обнаружить. Поскольку пульсары излучают электромагнитное излучение от своих магнитных полюсов, их можно наблюдать только тогда, когда луч излучения направлен на Землю. С Земли этот луч будет выглядеть так, как будто он идет из фиксированной точки в пространстве. Это явление также известно как эффект маяка.
Магнитар - этот подтип нейтронной звезды, обладающий чрезвычайно мощными магнитными полями. Хотя другие характеристики, такие как радиус, температура и плотность магнитаров, аналогичны другим нейтронным звездам, они отличаются от других своими сильными магнитными полями и немного более высокой скоростью вращения. Рентгеновские пульсары - также известны как пульсары с аккреционным питанием, которые обычно существуют в двойной системе звезд, где нейтронная звезда находится на орбите с другим звездным спутником.
Основным инструментом исследования является рентгеновский телескоп.