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脉冲星(Pulsar)是宇宙中一种奇妙的天体，是旋转着、并且不断的发出电磁辐射的中子星。它有着极端苛刻的物理环境，包括极强的磁场和引力场等等。研究它的结构和演化涉及到包括自然界中四大基本相互作用在内的许多物理规律。中子星的温度、密度、压强和磁场等极端条件是实验室里不可能复制出来的，因而为核物理、原子物理、等离子体物理、相对论和电动力学等现代物理学科展开了崭新的视野，这使得脉冲星成为一个极好的宇宙实验室。本文的主要内容不是侧重脉冲星的具体结构模型的，而是以一些目前比较流行的模型为基础来研究脉冲星的辐射机制，以及对各种脉冲星的物理参数做一个整体的统计。
第一部分内主要是以Polar Cap模型，也就是“内间隙”模型为基础，研究在脉冲星磁层中发生的雪崩过程(cascade process)中是如何产生伽玛射线高能光子的。首先考虑到旋转变慢驱动脉冲星的旋转速度减小((P))的越快，那么它的能量也就损失的越快。因此单位时间里也就有更多的能量转化为辐射能，产生的高能伽玛射线光子能量越高，其谱指数Γ也就越高。我们根据46颗FERMI脉冲星的数据做了Γ-(P)的关系拟合，结果验证了FERMI脉冲星的伽玛射线谱指数Γ随着减速率P的增加而增加这一结论。另外我们这里引进了代参数GOP(generation order parameter)这一概念。根据电磁场在高能光子被吸收而产生e+/e-对时所起作用的不同，我们定义了三个代参数，并且分别拟合了三个代参数ζ1，2，3与谱指数Γ的关系，发现ζ3-F的拟合关系比较好，进而验证了在高能光子转化为e+/e-对时磁场起主导作用。我们还在考虑到e+/e-对沿弯曲磁力线运动时辐射光子时的能量转化效率η的情况下，重新计算了脉冲星伽玛射线的亮度。
第二部分主要是对目前存在的各种脉冲星的物理参数的分布做了详细的统计，对其演化过程也做了一些讨论。利用尽量多种类的脉冲星的数据，对它们的空间分布、周期分布、表面磁场的分布做了统计。结果显示不同种类的脉冲星的这些性质呈现出一定的差异。由于毫秒脉冲星的年龄比较大，在银河系中运动时间较长，所以它们的空间分布要比非毫秒脉冲星更为弥散。构成HMXB系统的大质量星主要在银盘的旋臂上形成，所以HXMB要比LXMB的分布更接近银道面。在对不同种脉冲星自转周期进行函数拟合研究中，发现孤立毫秒脉冲星自转周期分布平均为4.7毫秒，而双星中毫秒脉冲星的自转周期平均值为3.5毫秒。孤立普通射电脉冲星的平均自转周期大约0.6秒。FERMI脉冲星和普通脉冲星磁场都集中于1012高斯的事实，也许可以揭示脉冲星由开始形成的高能阶段演化到后来的射电阶段的过程中，表面磁场的衰减不大。某些年轻的高能脉冲星与超新星遗迹相关联是它们产生于超新星爆发的体现。
最后我们对本文的内容进行了总结，对未来脉冲星的观测与研究做了展望。