在这样的情况下，中子仍然受到引力的牵引。但根据泡利不相容原理，尽管紧密堆积，没有两个同样的粒子能够拥有同样的量子态。换言之，两个中子不能在同一时间位于同一地点——这在物理状态上是不可能的。所以，正如之前电子所做的那样，中子产生了阻止进一步崩塌从而使它们更加接近的压力。
由中子构成的物质是极为致密的。由电子简并物质构成的白矮星的直径与地球相近，但它们有着比太阳更大的质量。中子星更加致密，它包含了超过太阳1.5倍的质量，并且被塞在直径仅为10千米—20千米的球形区域中，这等于原子核的密度。
恒星通过简并压阻止引力崩塌的能力受到自身质量的限制。直到达到1.4倍太阳质量，恒星才能够依靠电子简并压支撑自身的质量，这被称为钱德拉塞卡极限。超过太阳质量的1.4倍时，物质崩塌，直至为重子简并压缩所中止，这直到3—5倍太阳质量的奥本海默-沃尔科夫极限都是有效的，这也是中子星质量的上限。
中子星是Ⅱ型超新星爆炸后遗留下的，它们是大质量恒星的崩塌内核。尽管它们的存在在20世纪30年代的理论中就已经被预测，但被认为由于体积小而无法被探测到。