รังสีคอสมิคเป็นอนุภาคขนาดเล็กส่วนใหญ่เป็นโปรตอนที่พุ่งเข้ามาในชั้นบรรยากาศของโลกในระดับพลังงานต่าง ๆ รังสีคอสมิคหลายพันล้านก้อนกระแทกกับโลกทุกวินาทีส่วนใหญ่มีพลังงานต่ำ อย่างไรก็ตามทุกครั้งในขณะที่รังสีคอสมิคที่มีระดับพลังงานสูงมากส่งผลกระทบต่อโลก ผู้ที่ทรงพลังที่สุดที่บันทึกไว้คือโปรตอนเดี่ยวที่มีพลังงาน 50 จูลเทียบเท่ากับสนามเบสบอล นักวิทยาศาสตร์กำลังสูญเสียเพื่ออธิบายว่ารังสีที่ทรงพลังที่สุดบางตัวได้รับพลังงานของพวกเขาอย่างไร
แม้ว่าพวกเขาจะถูกเรียกว่า "รังสีคอสมิก" ก็ควรสังเกตว่ารังสีคอสมิกเป็นอนุภาคที่มีลักษณะคล้ายจุดไม่ใช่รังสี นอกเหนือจากโปรตอนซึ่งประกอบไปด้วย 90% ของรังสีคอสมิกทั้งหมดยังมีนิวเคลียสฮีเลียมหรือที่เรียกว่าอนุภาคอัลฟ่าซึ่งทำขึ้นอีก 9% และอิเล็กตรอนที่เหลือ 1%
พื้นที่รอบนอกเต็มไปด้วยอนุภาคที่เคลื่อนที่เร็วซึ่งรู้จักกันในชื่อฟลักซ์รังสีคอสมิก รังสีคอสมิกเรียกว่ารังสีไอออไนซ์เนื่องจากมีแนวโน้มที่จะส่งผลกระทบต่อโมเลกุลด้วยแรงเช่นนั้นทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกจากอะตอมที่เป็นส่วนประกอบทำให้เกิดไอออนที่ทำลายล้าง วัสดุชีวภาพชิ้นหนึ่งที่ไม่มีการป้องกันเป็นเวลานานพอในสภาพแวดล้อมของจักรวาลจะเปลี่ยนเป็นชีสสวิส นี่คือหนึ่งในความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดสำหรับการตั้งอาณานิคมของมนุษย์และการออกแบบอาณานิคมของอวกาศทั้งหมดนั้นมีเกราะป้องกันขนาดใหญ่เพื่อขับไล่รังสีคอสมิก
รังสีคอสมิกช่วยอุ้มน้ำจากวัตถุและเหตุการณ์คอสมิคพลังงานสูงเช่นดาวนิวตรอนซุปเปอร์โนวาและหลุมดำ รังสีคอสมิคส่วนใหญ่นั้นมาจากภายในกาแลคซีของเราซึ่งมันถูกเปล่งออกมาโดยซุปเปอร์โนวาหรือถูกยิงออกมาเหมือนหนังสติ๊กจากหลุมโน้มถ่วงที่สูงชันของหลุมดำ ในความเป็นจริงการมีอยู่ของระดับพลังงานของรังสีคอสมิกเป็นหลักฐานว่าหลุมดำมีอยู่จริง
หนึ่งในระดับสูงสุดของชั้นบรรยากาศของโลกเป็นที่รู้จักกันในชื่อไอโอโนสเฟียร์เนื่องจากมันถูกทำให้เป็นไอออนโดยรังสีคอสมิกที่เข้ามาตลอดเวลาพร้อมกับรังสีดวงอาทิตย์ เทอร์โมสเฟียร์ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของไอโอโนสเฟียร์มีความร้อนสูงถึงหลายพันองศาเนื่องจากการแผ่รังสีไอออนิก แต่เนื่องจากความหนาแน่นของอนุภาคอยู่ที่นี่ค่อนข้างต่ำ
รังสีคอสมิกที่มีพลังมากที่สุดนั้นมาจากกิจกรรมพลังงานสูงนอกกาแลคซีของเราและให้หน้าต่างที่หายากในการทำงานของจักรวาลที่กว้างขึ้น นักฟิสิกส์สร้างโรงงานหลายล้านดอลลาร์เพื่อศึกษาการไหลของรังสีคอสมิคในรายละเอียด
