Умело применив свои познания в специальной теории относительности и квантовой статистике, Чандрасекар установил знаменитый предел, позже названный его именем, — верхний предел массы, при котором звезда может существовать как белый карлик (сейчас считается, что это 1,44 массы Солнца). Когда предел превышен, светило ждет судьба нейтронной звезды.