จากแบบจำลองที่ได้รับความเชื่อถือในปัจจุบัน ดาวนิวตรอนมีเปลือกนอกเป็นของแข็งซึ่งเกิดจากการบีบอัดของนิวเคลียสธาตุเหล็ก มีความหนา 1 ไมล์ โดยมีทะเลของอิเล็กตรอนไหลอยู่ระหว่างช่องว่างของเปลือก ส่วนภายในเป็นของเหลวที่ประกอบด้วยนิวเคลียสมวลเบาของไฮโดรเจนและฮีเลียม และแก่นกลางก็น่าจะประกอบด้วยนิวเคลียสของธาตุหนัก เช่น เหล็ก เป็นต้น ถ้าหากอุณหภูมิพื้นผิวสูงกว่า 1 ล้านเคลวิน พื้นผิวจะมีความลื่นกว่าดาวนิวตรอนที่มีอุณหภูมิต่ำกว่านั้น ส่วนชั้นบรรยากาศของดาวนิวตรอนน่าจะมีความหนาเพียง 1 เมตรเท่านั้น ..