中子星是原初介于太阳质量10倍——25倍的大质量恒星演化的结局，这个质量阶段的恒星，中央的氢燃料耗尽后，将会膨胀成红超巨星（红超巨星也有可能通过蓝回绕机制，收缩成蓝超巨星）。然后依次点燃氦聚变、碳聚变、氧聚变等等核聚变反应，最后形成一个简并的铁元素组成的核心。由于铁元素无法提取核能，所以当大质量恒星的简并铁核心质量超过太阳质量1.4倍的钱德拉塞卡极限，简并压力无法对抗引力，发生塌缩形成中子星。中子星质量不能超过太阳质量的3倍，否则将塌缩成黑洞。黑洞的引力场是如此之强，就连光也不能逃脱。
