脈衝星是一種體積小、密度大、高速旋轉的恒星，它在旋轉的同時發出窄束無線電波，就像旋轉的燈塔，隻有它朝向我們的時候才能夠檢測到這些無線電波。所以從地球上看，這種奇怪的恒星發出的好像是脈衝信號。
脈衝星是一種中子星：有時，巨大的恒星會在激變爆炸中結束生命，而中子星就是這種爆炸的產物。
一個中等大小的恒星（如太陽）有上百萬個地球那麼大。而一個巨星或超巨星的直徑是太陽的10～1000倍，中子星就是一個如此巨大的恒星塌陷為一個城市的大小之後形成的。這就是中子星的不同之處，它具有普通恒星的質量，但體積卻小到難以想象的程度——湯匙大小的中子星物質足有10億噸重。
恒星爆炸後的殘留物質會發生塌陷，塌陷時，它的重力越來越強，原子則被擠得越來越靠近。在一般情況下，原子之間會保持一定距離，因為原子中繞原子核運動的電子使原子間相互排斥。但在中子星中，電子受到強大的擠壓離開原來的軌道，進入原子中心。原子的中心是原子核，由質子和中子組成，進入原子核的電子與質子發生反應，形成更多中子。最終，該恒星充滿了中子，於是中子星就形成了。
科學家認為，中子星在人類發現它之前已經存在很長時間了。1967年11月，人類第一次發現它存在的跡象：英國的一個射電望遠鏡陣列發現了宇宙中一個新的無線電波源。
宇宙中有許多種無線電波源，比如說，在恒星間飄移的水分子和氨分子就會發出無線電波，這些無線電波可以被射電望遠鏡的碟形天線接收。
脈衝星發出的無線電波與其他無線電波都不相同。喬瑟琳 貝爾是一位研究生，當她偶然發現這些奇怪的信號時，她仔細研究了這些電波的特點，她驚奇地發現，這個無線電波源規律地發出無線電波——每次間隔時間是1.337秒。
貝爾的發現公之於眾後，很多人以為她發現了地外文明建造的無線電信標機，但是幾個月之後，另一個脈衝射電源被發現了。於是，科學家不再認為貝爾發現的是人造物體發出的無線電波。天文學家最終認定，這些無線電波源是恒星塌陷的產物，並將其命名為脈衝星。事實證明，脈衝星是中子星的一種。從此之後，成百上千的脈衝星陸續揭開了它們神秘的麵紗。
不過脈衝星為什麼會產生脈衝呢？科學家認為是因為其高速自轉的緣故。所有的恒星都會自轉，太陽自轉一周需要近1個月。所有旋轉的物體，當其縮小時旋轉速度都會加快。想一想花樣滑冰運動員，當他們做旋轉動作時，慢慢地把手臂縮向胸前會讓他們轉得越來越快。對於塌陷的恒星也是同樣的道理。一個城市大小的脈衝星可以每秒自轉一周，還有轉得更快的。
再來看看脈衝是如何形成的。脈衝星有強磁場，南北極附近的自由質子和電子沿著磁場線被掃射出來，當這些粒子加速時，就會放出能量光子——從X射線到無線電波。因此，脈衝星旋轉時，窄束輻射閃出，就好像旋轉的燈塔發出的光忽明忽暗。