中子星的密度高達10億噸每立方釐米，如此大的質量產生的引力非常大，那麼究竟是什麼力能抵抗住這麼大的引力，而不使之繼續坍縮呢？
像太陽這樣的恆星質量很大，它會產生很大的引力，並使自身有向裡縮的趨勢。但太陽內部時時刻刻都在進行著核聚變，使它產生高溫高壓。正是太陽的高壓力抵消引力的影響，使太陽不會產生坍縮。
當恆星內部的壓力不足以支撐住引力的時候，恆星會向內縮小，而這種縮小又會加劇核聚變的發生，使之溫度更高壓力更高，知道能和引力抗衡。但是當恆星的核燃料耗盡時，它已無法核聚變產生高溫高壓了，此時這顆恆星就有可能坍縮成白矮星、中子星或黑洞。
如果沒有其它力能抵抗住引力的吸引，那麼它就會變成黑洞。很顯然，白矮星和中子星能產生某種力來抵抗引力的影響。為了了解這種力，我們要從原子結構說起。
原子由原子核和圍繞原子核運轉的電子，電子是靠電磁力和原子核結合在一起的。原子核又由中子和質子組成，質子和中子是靠強核力結合在一起的。質子帶正電，電子帶負電，一般情況下質子和電子總是成對存在的。
同性電荷相斥，異性電荷相吸，按照這個道理電子應該落入原子核中，但實際情況並非如此。阻止這種情況發生的正是泡利不相容原理。泡利不相容原理是微觀粒子的運動規律之一：在費米子組成的系統中，不能有兩個或兩個以上的粒子處於相同狀態。質子、中子和電子的自旋為半整數，都屬於費米子，所以要遵守泡利不相容原理。
白矮星的引力足夠強大，使原子被壓縮，電子向原子核靠近。但它的引力還不夠強大，由泡利不相容原理引起的簡併壓力會阻止這種行為的發生。正是核外電子的簡併壓力抵消了白矮星的引力，使之免於進一步坍縮。
中子星的引力更強大，核外電子的簡併壓力已經不能抗衡，電子被壓進原子核並與質子結合形成中子。中子遵守泡利不相容原理，中子的簡併壓力抵消了引力的影響，使它免於進一步坍縮。
通常情況下中子要呆在原子核中才能穩定存在，自由中子穩定的時間大概只有15分鐘，就會產生β衰變成質子和電子。但中子星就是由於其強大的引力使質子和電子結合成中子的，所以不用擔心它會衰變。
當引力進一步增大，中子的簡併壓力也撐不住的時候，它就進一步坍縮成黑洞了。