慧眼卫星将对如下领域展开研究:

观测普通脉冲星、磁星和MeV波段脉冲星；观测自转供能双星系统中的脉冲星，包括小质量X射线双星中的毫秒脉冲星，具有伽玛射线辐射的大质量X射线双星中的脉冲星；研究相关的辐射环境，例如超新星遗迹和脉冲星风云等。

观测磁星，理解磁星的能量来源和磁场结构；

孤立中子星，通过观测Crab等脉冲星，研究脉冲星磁层的基本结构；

利用慧眼望远镜的HE高能望远镜探测的MeV波段信号进行脉冲星搜寻，协同观测的脉冲星星历来自射电波段，X射线波段和Fermi的伽玛射线波段。