Den kosmiske stråling, der rammer jordens atmosfære består af protoner (ca. 90%), alfapartikler (ca. 9%) og betapartikler (ca. 1%). De blev udforsket i de første årtier af det 20. århundrede, blandt andre af Victor Hess, der i 1912 bar en følsom radiometer i
en ballon til en højde på 5300 meter. Han opdagede ca. en firdobling af den kosmiske strålingsintensitet i forhold til intensiteten ved jordens overflade. Resultaterne blev siden bekræftet ved forsøg i 9 kilometers højde. Hess modtog Nobelprisen i 1936 for sin opdagelse.

Senere studier har vist, at den kosmiske stråling, der måles ved jordens overflade også består af muoner, der bliver til ved vekselvirkninger af de energirige kosmiske stråler med
atmosfærens atomer højt oppe i jordens atmosfære.