その片方がパルサー（中性子星）である連星。双方ともパルサーである二重パルサー連星も含むほか、片方がパルサーであって、もう一方がブラックホール、白色矮星、中性子星、あるいは通常の恒星である連星を含む、幅広い連星系に対して用いられる。
1974年、マサチューセッツ大学のハルス（Russell Hulse）とテイラー（Joseph Taylor, Jr.）が発見したパルサーPSR B1913+16は、もう一つの中性子星と連星系を成している。このパルサー連星は、エネルギー損失により軌道が縮小し公転周期が増加している。一般相対性理論が予言する重力波の放出によるエネルギー損失と、観測されたエネルギー損失の割合が正確に一致しているため、このパルサー連星は重力波が実在する確実な証拠とされた。ハルスとテイラーはこの業績により、1993年のノーベル物理学賞を受賞した。重力波は2015年9月にアメリカの重力波観測装置LIGOにより、アインシュタインの予言から100年後に初めて観測された。