中子星的外壳是固态的，地壳非常坚硬，是由超新星遗留的铁构成的。这些铁原子被挤在一起，形成一个水晶球体。在更深的地方，引力把原子核挤压得更紧。质子越来越少，大部分都与电子合并成中子。当到达地壳的底部，也就是星核时，原子核被彻底挤在一起，质子和中子重新排列，形成长圆柱体或薄片，物理学家称之为核面。
核面的密度如此之大，它可能是宇宙中最坚固的物质，基本上是牢不可破的。在中子星内部甚至可以形成几厘米高的山脉，但其质量是喜马拉雅山的许多倍。虽然并不确定物质被极限挤压时的性质是什么，但中子核物质可能会溶解成夸克的海洋，也就是所谓的夸克-胶子等离子体。其中一些夸克可能会变成奇怪的粒子，形成一种具有极端性质的奇怪物质，没有人能确切知道答案，可能是我们一直在找寻的奇异物质。
