天文学家首先在宇宙空间发现了X射线，对X射线的发射点进行考察，终于发现X射线源是来自一个小天体，这样的小天体被命名为脉冲星。
导致X射线源演化的有三种可能的机制。一是它产生于一对双星系统，其中一颗大的主星喷射出星风（电子射线），这股电子流被空中强盗伴星白矮星或中子星所截获，其中一部分电子被迫降落并猛烈撞击伴星表面使物质加温。当电子遇到100万摄氏度以上的高温时被加速，在飞行途中与原子核发生碰撞，时而受阻，时而加速，由此产生了X射线。二是两颗质量不同的恒星互相环绕运行，质量较大的一颗演化较快，爆发成为超新星。爆炸后的外层物质飞散于空间，核心只留下一颗中子星与伴星形成双星。当伴星演化到以气体形式喷射星风时，其中一部分星风被吸引到中子星上，使其产热升温，从而产生X射线。当中子星被公转的伴星遮掩时，X射线被阻挡，在地球上就接受不到X射线了，这就是X射线脉冲产生的原因。如武仙座X－1的辐射上升到极大值时周期为1／4秒。三是发射X射线脉冲的天体必须能够高速地自转。而高速自转的天体必须具有高密度和体积小的特征，不然高速旋转产生的离心力会使星体支离破碎。
那么脉冲是如何产生的呢？原来中子星有很强的磁场，然而其磁轴与星体自转并不一致。从其他天体上飞来的电子流，不可能撞穿中子星的磁力线，只能从两磁极处落到中子星上。在这以外形成的X射线不可能逆向反射，也只能从进入的位置和方向射向空间。当中子星自转时，由其两侧发射出两股电子流，如果我们所处的位置合适，就能看到两股电子流轮番朝着地球扫过来，就像灯塔的灯光一样呈现周期性的闪烁。中子星的密度远远大于白矮星，因此人们推测X射线源必然是中子星。
近几年来人们已知道的脉冲星达500个以上，其中多数是在大麦哲伦星云中找到的。