宇宙射线是指来自于宇宙中的一种具有相当大能量的带电粒子流。1912年，德国科学家韦克多•汉斯带着电离室在乘气球升空测定空气电离度的实验中，发现电离室内的电流随海拔升高而变大，从而认定电流是来自地球以外的一种穿透性极强的射线所产生的，于是有人为之取名为“宇宙射线”。
宇宙射线大致可以分成两类：原生和衍生宇宙线。 来自太阳系外的天文物理产生的宇宙线是原生宇宙线;这些原宇宙线会和星际物质作用产生衍生 (二次) 宇宙线。太阳在产生闪焰时，也会产生一些低能量的宇宙线。在地球大气层外的原宇宙线，确实的成份，取决于观测能量谱的哪些部份。不过，一般情况下，进入的宇宙线几乎90%是质子，9%是氦核 (α粒子)，和大约1%是电子。氢和氦核的比例 (质量比氦核是28%) 大约与这些元素在宇宙中的元素丰度 (氦的质量占24%) 相同。其余丰富的部份是来自于恒星核合成最终产物的其它重原子核。衍生宇宙线包含其它的原子核，它们不是丰富的核合成或大爆炸的最终产物，原生的锂、铍、和硼。这些较轻的原子核出现在宇宙线中的比例远大于在太阳大气层中的比例。这种丰度的差异是衍生宇宙线造成的结果。
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