1932年，當「中子」被科學家首次發現之後，有天文學家大膽假設，認為在宇宙中，可能存在著一種全部由「中子」組成的星體，這也是「中子星」第一次被人們所知曉，但是卻並沒有與人類正式見面。此後，很多天文學家都致力於研究和尋找中子星，一直到1934年，一位天文學家認為中子星是由恆星演變而成的，它認為在超新星爆炸之後，一些恆星會變為中子星，同時會產生宇宙線。
通過以太陽作為數據參照，終於在1939年的時候，可形成中子星的恆星質量被確定了出來，當一顆進入是生命末期的恆星質量是太陽10倍的時候，它就會變成一顆中子星。這也表明，中子星是由大質量恆星演化而來的。1967年，脈衝星被發現，伴隨著脈衝星發現被列為人類20世紀最重要的天文發現之一，中子星也從假想變為了現實。
2007年，天文學家發現了一顆直徑在10公裡左右，密度每立方釐米可達1億噸，並且運轉速度是地球自轉速度1億倍的中子星，這顆中子星每秒鐘可以旋轉1122圈，並且引力巨大，周圍的恆星都在它的 引力作用下，不斷地被吸取能量，加速進行內部的核聚變。而在2010年，已知的最大中子星被發現，質量約為太陽的2倍，密度也是非常的驚人。經過科學家的研究，在目前已知的宇宙天體中，中子星的密度，僅次於黑洞。
當一顆恆星走到生命的末期，這個時候就會先變成一顆紅巨星，極度膨脹，內部的核聚變越來越快，內核的溫度也越來越高，終於，這顆紅巨星重力崩潰引發了一場超新星爆炸，如果這顆恆星生前的質量足夠大，那麼當超新星爆炸之後，就會變成一個黑洞。如果質量不夠大，則會變成中子星，在宇宙中，所有探測到的脈衝星都是中子星，這也是為何脈衝星發現會意味著中子星存在的原因。不過，不發射脈衝的中子星卻並不屬於脈衝星。
關於中子星的形成原理，科學家介紹：當較大質量的恆星發生超新星爆炸，內部坍縮的過程中巨大的壓力會讓它的結構徹底發生變化，原本存在於原子核中的電子和質子出現，電子和質子相互作用形成中子，當這些中子不斷地聚集在一起，就會變成中子星。不過，中子星並不會永遠存在於宇宙之中，伴隨著中子星的旋轉，它的能量也被快速消耗掉，很快，中子星就會燃燒殆盡全部能量，變成一顆黑矮星。而恆星，也才算真正走到了生命的盡頭。
那麼，中子星對於我們來說，又有哪些意義呢？一直以來，科學家們都對地球的形成和重金屬是從何而來感到困惑，不過，伴隨著對中子星研究的深入，一些答案開始呼之欲出。如果宇宙中2顆中子星相撞發生了大爆炸，質子進入輕元素的原子核中，就會通過化學反應變成重元素，此後不斷地碰撞融合，新的天體也就會隨之產生。