超新星爆发时，大质量恒星的外层或整个星体炸碎后迅猛地向周围空间抛射。这些物质在膨胀过程中和星际物质互相作用，形成丝状气体云和气壳，遗留在空间，成为非热射电源，这就是超新星遗迹。1976年D.H.克拉克等所列的射电源表中有120个超新星遗迹。现在常用的是英国剑桥的D.A.格林（D.A.Green）编写并不断修订的超新星遗迹星表，它包括294颗超新星遗迹（2019年6月）。表中给出每个超新星遗迹的银道和赤道坐标、尺度大小、能流密度、谱指数、超新星遗迹类型和近万篇参考文献。

超新星遗迹80%已分类，分为三大类：壳层型、实心型和复合型（分别表示为S，F和C）。①壳层型占86%，天鹅座环是典型代表，超新星爆发形成的激波扫过星际空间，加热并堆集星际物质，产生由热物质组成的大壳层，观测时看到环状星云，天文学称为临边增亮。②类蟹状星云型占10%，该类也称为实心型，超新星爆发在中心留下提供能量和高能粒子的中子星，星云状遗迹没有壳层结构。1844年罗斯（Ross）发现外围的星云状遗迹，其形状像螃蟹，从而得名蟹状星云。③复合型是类蟹状星云型和类壳层型的交叉组合，它又分为热型和实心型：热型的特点是壳层有比较强的射电辐射，内部则为X射线辐射；实心型的特点是在遗迹的内部同时有X射线和射电辐射。

大多数超新星遗迹具有丝状的亮云或壳层。根据自行和视向速度得知，丝状物都沿径向向外膨胀,不同的丝状物有不同的膨胀速度，例如仙后座A内就有快速运动（6000千米/秒）和慢速运动（30千米/秒）的丝状物。观测丝状物的光谱可得到其密度、温度和化学组成等资料。

各种射电波段上的亮温度分布观测表明，超新星遗迹都具有壳层结构，即源的外层辐射强，向内迅速减弱。普遍认为其辐射机制是相对论性电子的同步加速辐射。1960年，什克洛夫斯基首先根据这种非热辐射机制指出，超新星遗迹的表面亮度Σ和直径d间存在着Σ∝d^β的演化关系（β是负值常数,有人取为-4.0），并准确地预言了仙后座A射电源流量密度随时间递减的规律。超新星遗迹的辐射是偏振的，但偏振度不大。表征射电流量密度S_ν随频率变化S_ν∝ν^-α的射电谱指数α一般在0.12～0.8，平均为0.5。

一般都采用沃尔哲的流体动力学模型，它分为四个阶段：①自由膨胀相：这是初始阶段，超新星抛出壳层的质量M远大于它膨胀时冲击波所扫过的星际物质的质量m，抛出壳层匀速向外膨胀，星际物质被压缩，温度升高。②绝热相；当M＜＜m时，冲击波绝热地向外扩张，辐射损失可以忽略，系统的能量守恒。冲击波及其后面气体的运动规律，可用流体力学中著名的谢多夫相似解来描述。③辐射相；辐射损失的能量大于超新星爆发初始能量的一半时，即进入辐射相。此时，辐射损失已变为主要的，气体迅速冷却，但仍假定气体的径向动量守恒。④消失相：这是超新星遗迹的消失阶段，气体膨胀速度已经很小，当速度降到和星际气体的不规则速度同量级（10千米/秒）时，就消失于星际物质之中。所发现的超新星遗迹绝大部分是处于绝热相阶段。

统计表明，从银心到26000光年以内，线直径小于98光年的超新星遗迹面密度近似一常数（每千万平方光年约0.5个）。离银心26000光年以外，其面密度迅速下降；到33000光年时，下降到上述常数值的一半。离银心52000光年以外就没有超新星遗迹了。另外，这种遗迹有明显地集中于银道面的倾向，离银心越近，这种倾向越显著。还发现在银道面中性氢比较集中的旋臂上容易出现超新星遗迹。遗迹的分布和银河系星族I恒星的分布类似。

研究得最详细的超新星遗迹是蟹状星云。根据中国古代天文记载，确认它是1054年爆发的超新星的遗迹。仙后座A是天空中除太阳以外最强的射电源。光学观测表明，它是一个有缺口的不完全壳层（上面有大量的丝状物和云斑）。缺口处有一向外延伸约4′的亮斑，壳层的膨胀速度每秒约7400千米。截至2022年，它是在银河系里发现的最年轻的超新星遗迹，一般估计是17世纪末的一次超新星爆发后遗留下来的。天鹅座环是一个有名的年老的超新星遗迹。它的光学外形是一个破碎的壳层，膨胀速度已经很小，每秒约115千米。位于豺狼座的射电源MSH14-415（又名PKS1459-41）是历史记载中最亮的超新星。它爆发于1006年，在中国、日本、阿拉伯和欧洲的史籍都有关于这一事件的观测记载，但到1976年才得到光学证认。它是一条长10角分、宽1角秒～9角秒的非常暗弱的丝状云，位于射电亮度分布图的东北方向外边缘处。另外两个已知年龄的超新星遗迹是第谷超新星遗迹（即射电源3C10）和开普勒超新星遗迹（即射电源3C358）。它们分别是1572年和1604年爆发的超新星。在超新星遗迹中，除蟹状星云中发现有光学脉冲星外，第二个光学脉冲星是在船帆座X、Y、Z中发现的。