Пульсары представляют собой прекрасные гравитационные датчики. Их крошечный размер и звездная масса делают их периоды вращения устойчиво сравнимыми с атомными стандартами частоты. Это особенно верно в отношении быстро вращающихся «Миллисекундных пульсаров» (МСП). Многие из этих быстро вращающихся пульсаров движутся в паре с другой звездой, позволяя использовать пульсар как таймер, чтобы исследовать релятивистские возмущения в орбитальном движении. Пульсары предоставили самые жесткие тесты теорий релятивистской гравитации, особенно для сильного поля, и показали, что общая теория относительности Эйнштейна является точным описанием наблюдаемых движений. Многие другие теории гравитации эффективно исключены или, по крайней мере, сильно ограничены этими результатами. МСП также может быть использован для формирования «пульсар-синхронизованный массива» (ПСМ). ПСМ это интерферометры галактических масштабов, которые дают надежду на прямое обнаружение наногерцовых гравитационных волн от астрофизических источников. Движущиеся сверхмассивные черные дыры в ядрах далеких галактик являются такими источниками, наиболее вероятными для обнаружения. Хотя никаких доказательств гравитационных волн до сих пор не нашли в данных от ПСМ, то это значительно ограничивает общепринятые представления о галактике и эволюции черных дыр в ранней Вселенной.