如果你为白矮星的巨大密度而惊叹不已的话，这里还有让你更惊讶的呢！现在介绍一种密度更大的恒星——中子星。它的密度为1011千克/厘米3，也就是每立方厘米的质量竟为1亿吨之巨！对比起白矮星的几十吨／厘米3，后者似乎又不值一提了。事实上，中子星的质量是如此之大，半径10千米的中子星的质量就与太阳的质量相当了。
同白矮星一样，中子星是处于演化后期的恒星，它也是在老年恒星的中心形成的。只不过能够形成中子星的恒星，其质量更大罢了。计算表明，当老年恒星的质量大于10个太阳的质量时，它就有可能最后变为一颗中子星，而质量小于10个太阳的恒星往往只能变化为一颗白矮星。
但是，中子星与白矮星的区别绝不只是生成它们的恒星质量不同。它们的物质存在状态是完全不同的。简单地说，白矮星的密度虽然大，但还在正常物质结构能达到的最大密度范围内——电子还是电子，原子核还是原子核。而在中子星里，压力是如此之大，白矮星中的简并电子压再也承受不起了：电子被压缩到原子核中，同质子中和为中子，使原子变得仅由中子组成。而几乎整个中子星就是由这样的原子核紧挨在一起形成的。可以这样说，中子星简直就是一个巨大的原子核（表面的壳层除外）。
在形成的过程方面，中子星同白矮星是非常类似的。当恒星外壳向外膨胀时，它的核受到反作用力而收缩。核在巨大的压力和由此产生的高温下发生一系列复杂的物理变化，最后形成一颗中子星内核。而整个恒星将以一次极为壮观的爆炸来了结自己的生命。这就是“超新星爆发”。
中子星的表面温度约为100多万度，辐射出X射线、γ射线和可见光。它拥有极强的磁场，使极冠区沿着磁极方向发射束状无线电波。中子星自转非常快，有的能达到每秒几百圈。而磁极与两极通常不吻合，所以如果中子星的磁极恰好有可能朝向地球，那么随着自转，中子星发出的射电波束就会像一座旋转的灯塔那样一次次扫过地球，形成射电脉冲。我们又称这样的天体为“脉冲星”。