為了解什么是夸克星，先來簡單了解一下物質的組成。物質的微觀結構是由原子組成，而原子還不是最基本的單元，它的結構是一個原子核以及若干個在原子核外運動的電子所組成。基于現有的理論，電子被認為是基本粒子，這意味著電子不是由比電子更小的單元組成，它自身就是最小單元。但原子核不同，除了氕之外，它都是由若干個質子和中子組成。而質子和中子并非基本粒子，它們的組成單元是夸克，這種粒子才是基本粒子。夸克可分為六味，分別是上、下、奇、粲、底和頂夸克，質子和中子都只包含上、下夸克。下面，再來說一下恒星的演化。
恒星最終的演化方向，取決于自身的質量。如果恒星停止核聚變之后，核心的質量大于太陽1.44倍，那么，由于巨大的重力，將會把原子核外的電子擠入核內，并與其中帶相反電荷的質子中和，結果整個原子只剩下中子。如果核心的質量沒有超過太陽3倍，理論上，中子的簡并壓力可以阻止引力坍縮，這樣形成的密度極高的天體即為中子星。
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但理論上，當恒星核心的質量足夠大（范圍還是介于1.4-3倍太陽質量）之時，中子將會被壓碎掉，被中子禁閉的上、下夸克演變成自由的上、下夸克。而在強大的引力坍縮作用下，部分上、下夸克則會被擠壓成奇夸克，結果形成由上、下、異三種夸克并存的致密天體，這就是夸克星。此外，還有一種可能是中子星吸收了伴星的物質，使其質量達到某個臨界值，從而演變為夸克星。
然而，不像中子星那樣早已被發現，目前還有確切的證據能夠表明宇宙中存在夸克星。如果夸克星存在，它的密度將要比中子星還要更高。據估計，一顆質量為太陽兩倍的夸克星，其直徑大約只有10千米。
