研究宇宙线的性质的一门物理学分支学科。宇宙线是来自宇宙深处的高能射线。进入大气层之前的宇宙线称为〖htk〗初级宇宙线〖ht〗，它们进入大气层，与大气层原子核相互作用产生的各种粒子称为〖htk〗次级宇宙线〖ht〗。宇宙线物理的研究主要集中在天体物理、高能物理和日地空间物理三个方面。①天体物理方面的研究，包括宇宙线的起源、加速机制、在星际间的传播、各种成分的能谱、元素的化学成分的研究以及关于新的高能天体过程的研究──x射线和γ射线天文学(见宇宙线的起源和传播)；②高能物理方面，在高能粒子加速器问世以前，研究基本粒子的产生及其相互作用，主要依赖宇宙线的研究，随后一直在高于已有加速器能量的能区，研究超高能宇宙线与物质的作用;③日地空间物理方面，包括银河系宇宙线在太阳系中受到的调制（即在太阳系影响下，宇宙线的能谱、成分和强度的变化）、太阳宇宙线、宇宙线的地磁效应(如纬度效应、东西效应等)等。