بقايا المستعر الأعظم (النواة) تنكمش على نفسها تحت تأثير الجاذبية العالية، فينتج جسم ذو حجم صغير ولكن كثافة هائلة. عندما تنهار نواة النجم على نفسها، تنكمش الذرات إلى أن يصطدم الإلكترون بالبروتون مكونين نيترون، ولهذا يتكون النجم النيتروني من نيوترونات فقطـ، ومن هنا جاءت تسميته. لكي يتحول أي نجم إلى نجم نيتروني، يجب أن تصل كتلته إلى أضعاف كتلة الشمس. هذه النجوم هي من أكثر الأجسام كثافةً في الكون حيث قد يزن كوب واحد من النجم النيتروني حوالي تريليون كيلوجرام.