Sao neutron là một dạng trong vài khả năng kết thúc của quá trình tiến hoá sao. Một sao neutron được hình thành từ suy sụp hấp dẫn của nhân của một sao siêu khổng lồ (khối lượng gấp khoảng 10-25 lần mặt trời) sau các vụ nổ siêu tân tinh Kiểu II hay Kiểu Ib hay Kiểu Ic.Các ngôi sao đặc mà có khối lượng nhỏ hơn giới hạn Chandrasekhar (khoảng 1,44 lần khối lượng Mặt Trời) là những sao lùn trắng; nhân của một sao siêu khổng lồ sau khi suy sụp hấp dẫn mà có khối lượng lớn hơn giới hạn Tolman-Oppenheimer-Volkoff (khoảng 1,5 đến 3 lần khối lượng Mặt Trời), sẽ dẫn tới sự hình thành hố đen.Một ngôi sao neutron thông thường có khối lượng nằm giữa giới hạn Chandrasekhar và giới hạn Tolman-Oppenheimer-Volkoff.