宇宙线亦称为 宇宙射线，是来自 外太空的带电高能 次原子粒子。它们可能会产生二次粒子穿透地球的大气层和表面。 射线这个名词源自于曾被认为是电磁辐射的历史。主要的初级宇宙射线（来自深太空与大气层撞击的粒子）成分在地球上一般都是稳定的粒子，像是质子、原子核、或电子。但是，有非常少的比例是稳定的 反物质粒子，像是 正电子或 反质子，这剩余的小部分是研究的活跃领域。

大约89%的宇宙线是单纯的 质子，10%是 氦原子核（即 α粒子），还有1%是重元素。这些原子核构成宇宙线的99%。孤独的 电子（像是 β粒子，虽然来源仍不清楚），构成其余1%的绝大部分； γ射线和超高能 中微子只占极小的一部分。

粒子能量的多样化显示宇宙线有着广泛的来源。这些粒子的来源可能是 太阳（或其它恒星）或来自遥远的可见 宇宙，由一些还未知的物理机制产生的。宇宙线的能量可以超过10 ²⁰ eV，远超过地球上的 粒子加速器可以达到的10 ¹²至10 ¹³ eV，使许多人对有更大能量的宇宙线感兴趣而投入研究。  

经由 宇宙线核合成的过程，宇宙线对宇宙中锂、铍、和硼的产生，扮演着主要的角色。它们也在地球上产生了一些 放射性同位素，像是 碳-14。在 粒子物理的历史上，从宇宙线中发现了正电子、 μ子和 π介子。宇宙线也造成地球上很大部分的 背景辐射，由于在地球大气层外和磁场中的宇宙线是非常强的，因此对维护航行在行星际空间的太空船上太空人的安全，在设计有重大的影响。 ^[2-3]