在大約1，600光年遠的一個叫做J0806的非常著名的雙星系統裡，兩個緻密的白矮星每321秒繞各自的軌道旋轉一週。錢德拉天文臺天文學家的X射線波段數據分析反駁了一個已經給人留下深刻印象的觀點：這兩顆白矮星的短軌道週期處於一種穩定的狀態，當他們的螺旋湊的越近，他們的週期越短。即使它們是分開有80，000公里的兩個星（地球與月亮的距離是400，000 公里），它們也註定要合併的。根據這個藝術家般的觀點描述，著名的J0806系統螺旋毀滅的原因便是同愛因斯坦相對論中預言的那樣：白矮星由於重力波產生的影響而最終喪失它的軌道能量。事實上，J0806可能是我們銀河系重力波最明亮的光源之一，可以直接利用未來設立在太空的重力波工具捕獲。
白矮星屬於演化到晚年期的恆星，恆星在演化後期，拋射出大量的物質，經過大量的質量損失後，如果剩下的核的質量小於1.44個太陽質量，這顆恆星便可能演化成爲白矮星。對白矮星的形成也有人認爲，白矮星的前身可能是行星狀星雲（是宇宙中由高溫氣體、少量塵埃等組成的環狀或圓盤狀的物質），它的中心通常都有一個溫度很高的恆星──中心星，它的核能源已經基本耗盡，整個星體開始慢慢冷卻、晶化，直至最後“死亡”。
電子簡併壓與白矮星強大的重力平衡，維持着白矮星的穩定。當白矮星質量進一步增大，電子簡併壓就有可能抵抗不住自身的引力收縮，白矮星還會坍縮成密度更高的天體：中子星或黑洞。對單星系統而言，由於沒有熱核反應來提供能量，白矮星在發出光熱的同時，也以同樣的速度冷卻着。經過數千億年的漫長歲月，年老的白矮星將漸漸停止輻射而死去。它的軀體變成一個比鑽石還硬的巨大晶體——黑矮星。
而對於多星系統，白矮星的演化過程則有可能被改變（例如雙星）。
中子星是除黑洞外密度最大的星體（根據最新的假說，在中子星和黑洞之間加入一種理論上的星體：夸克星），同黑洞一樣是20世紀激動人心的重大發現，爲人類探索自然開闢了新的領域，而且對現代物理學的發展產生了深遠影響，成爲上世紀60年代天文學的四大發現之一。
中子星的密度爲每立方厘米8^14~10^15克，相當於每立方厘米重1億噸以上。此密度也就是原子核的密度，是水的密度的一百萬億倍。對比起白矮星的幾十噸/立方厘米，後者似乎又不值一提了。如果把地球壓縮成這樣，地球的直徑將只有22米!事實上，中子星的密度是如此之大，半徑十公里的中子星的質量就與太陽的質量相當了。
白矮星一樣，中子星是處於演化後期的恆星，它也是在老年恆星的中心形成的。只不過能夠形成中子星的恆星，其質量更大罷了。根據科學家的計算，當老年恆星的質量爲太陽質量的約8~2、30倍時，它就有可能最後變爲一顆中子星，而質量小於8個太陽的恆星往往只能變化爲一顆白矮星。但是，中子星與白矮星的區別，不只是生成它們的恆星質量不同。它們的物質存在狀態是完全不同的。
簡單地說，白矮星的密度雖然大，但還在正常物質結構能達到的最大密度範圍內：電子還是電子，原子核還是原子核，原子結構完整。而在中子星裡，壓力是如此之大，白矮星中的電子簡併壓再也承受不起了：電子被壓縮到原子核中，同質子中和爲中子，使原子變得僅由中子組成，中子簡併壓支撐住了中子星，阻止它進一步壓縮。而整個中子星就是由這樣的原子核緊挨在一起形成的。可以這樣說，中子星就是一個巨大的原子核。中子星的密度就是原子核的密度。中子星的質量非常大以至於巨大的引力讓光線都是呈拋物線掙脫。
在形成的過程方面，中子星同白矮星是非常類似的。當恆星外殼向外膨脹時，它的核受反作用力而收縮。核在巨大的壓力和由此產生的高溫下發生一系列複雜的物理變化，最後形成一顆中子星內核。而整個恆星將以一次極爲壯觀的爆炸來了結自己的生命。這就是天文學中著名的“超新星爆發”。
中子星，是恆星演化到末期，經由引力坍縮發生超新星爆炸之後，可能成爲的少數終點之一。恆星在覈心的氫、氦、碳等元素於核聚變反應中耗盡，當它們最終轉變成鐵元素時便無法從核聚變中獲得能量。失去熱輻射壓力支撐的外圍物質受重力牽引會急速向核心墜落，有可能導致外殼的動能轉化爲熱能向外爆發產生超新星爆炸，或者根據恆星質量的不同，恆星的內部區域被壓縮成白矮星、中子星以至黑洞。
白矮星被壓縮成中子星的過程中恆星遭受劇烈的壓縮使其組成物質中的電子併入質子轉化成中子，直徑大約只有十餘公里，但上頭一立方厘米的物質便可重達十億噸，且旋轉速度極快，而由於其磁軸和自轉軸並不重合，磁場旋轉時所產生的無線電波等各種輻射可能會以一明一滅的方式傳到地球，有如人眨眼，故又稱作脈衝星。
一顆典型的中子星質量介於太陽質量的1.35到2.1倍，半徑則在10至20公里之間（質量越大半徑收縮得越大），也就是太陽半徑的30，000至70，000分之一。因此，中子星的密度在每立方厘米八十萬億克至兩千萬億
克間，此密度大約是原子核的密度。緻密恆星的質量低於1.44倍太陽質量，則可能是白矮星，但質量大於錢德拉塞卡極限（1.5-3.0倍太陽質量）的中子星會繼續發生引力坍縮，則無可避免的將產生黑洞。
由於中子星保留了母恆星大部分的角動量，但半徑只是母恆星極微小的量，轉動慣量的減少導致了轉速迅速的增加，產生非常高的自轉速率，週期從毫秒脈衝星的700分之一秒到30秒都有。中子星的高密度也使它有強大的表面重力，強度是地球的兩千億到三萬億倍。