白矮星是一种密度很大的天体，比我们所见过的物质的密度都大，上面一立方米就有一千万吨重，是水的一千万倍。
那么白矮星是由什么物质组成的呢?其实并没有什么稀奇的，甚至大多都是些轻元素，具体来说就是元素周期表上铁以下的元素，因为形成白矮星的恒星质量通常较小，这类恒星在核聚变反应中并不能生成铁及以上的元素，能在核聚变中形成铁元素的恒星就不会成为白矮星了，而是成为中子星和黑洞。
白矮星上面的物质通常是以碳和氧为主，太阳也将如此，它内部的核聚变合成反应不足以达到铁元素的阶段，通常在达到碳的阶段的时候就停止了，白矮星刚形成的时候，其实恒星还处于红巨星的阶段，其外层会有一层包含各种杂质的氢元素层，下面则会是氦元素，然后往里就是碳元素了，所以大多数白矮星内部会有一个主要由碳元素构成的几千公里大的碳球，所以常有人说白矮星内部有一个钻石芯，甚至有人称某些白矮星就是个钻石星球，科学家认为太阳成为白矮星后就会成为这样的星球。
由于恒星只有在核聚变中形成铁元素的时候才会发生超新星爆发，并在爆发之后形成中子星和黑洞，所以一般认为白矮星上的物质中不会有自己形成的铁元素，所以组成白矮星的物质通常以碳、氧、氦、氢、氖等居多。
但是白矮星内部的物质并非处于固态，而更似一种高温下的熔岩状的液态，而且是处于简并态，这是只存在于白矮星上才有的现象，是由于白矮星强大的压力，把自身物质的原子层面的尺度改变了，其中所有物质原子之间的距离被大大缩小，以至于到达了原子的电子由于距离太近而互相排斥的程度上。
刚形成的白矮星内部温度可高达一亿度，虽然温度很高，但还不至于把碳元素的核聚变点燃，所以如果这时候它不再吸收物质的话。那么它的温度会逐渐冷却下来，经过200亿年左右的时间，变成一颗黑矮星，不发光，温度低，但是由于宇宙至今才不过137亿年左右，所以科学家们认为目前宇宙中并没有白矮星成的黑矮星。而我们的太阳至少还有五十亿年的时间才能成为白矮星，所以根本不用担心。