Powierzchnię gwiazdy neutronowej pokrywa, w zależności od historii obiektu, wodór lub hel. Możliwe jest też, że składa się ona po prostu z żelaza. Grawitacja na powierzchni jest ogromna - setki miliardów większa od tej na Ziemi. Oznacza to, że już na powierzchni materiał gwiazdy podlega ogromnej kompresji. Na głębokości około kilometra gęstość materii jest porównywalna z gęstością jąder atomowych, Co znajduje się jeszcze głębiej? Tego właściwie nie wiemy, ponieważ nie istnieje kompletna teoria opisująca oddziaływania silne wielu ciał (nukleonów, kwarków) w tak ekstremalnych warunkach, a eksperymenty na Ziemi nie dają możliwości odtworzenia takiego stanu materii.

O wiele lepiej potrafimy natomiast opisać materię o gęstościach nieco mniejszych od gęstości jądrowej. Warstwy powierzchniowe skorupy gwiazdy neutronowej składają się z sieci krystalicznej atomów żelaza i niklu. Głębiej sieć krystaliczna jest coraz ciaśniejsza, i w wyniku różnych procesów - w szczególności oddziaływania z elektronami przemieszczającymi się w sieci - jądra stają się coraz bardziej neutrononadmiarowe (protony w jądrach zamieniane są na neutrony). Przy gęstości nieco powyżej neutronów jest tak wiele, że "wyciekają" z jąder na zewnątrz. Materia gwiazdy przy tych gęstościach jest opisywana przez sieć krystaliczną zanurzoną w swobodnym "gazie" neutronów. Tego typu konfiguracja jest energetycznie preferowana - system minimalizuje w ten sposób energię.

Mieszanina kryształ + swobodne neutrony nie musi być jednorodna. Wręcz przeciwnie, z komputerowych symulacji takich układów wynika, że w zależności od gęstości (od do ) swobodne neutrony preferują skupianie się w formie kul, prętów bądź płyt, tworząc tytułowy makaron: gnocchi, spaghetti, lazanię. Możliwe są też konfiguracje odwrotne - skupiska sieci krystalicznej zawieszone w gazie neutronów. Z oszacowań wynika, że taka materia jest dziesiątki miliardów razy bardziej wytrzymała na złamanie niż stal, jest zatem (teoretycznie) najtwardszą znaną naukowcom formą materii. Z astrofizycznego punktu widzenia różne rodzaje "makaronu" w skorupie gwiazd neutronowych są interesujące między innymi dlatego, że tak trudna do deformacji materia może wytrzymywać długotrwałe odkształcenia, co jest niezbędne do emisji fal grawitacyjnych, np. z rotujących gwiazd neutronowych.