Die primäre kosmische Strahlung dringt aus allen Richtungen in die Erdatmosphäre ein. Sie besteht aus vollständig ionisierten Atomen (Atomkernen), von denen etwa 87 % Protonen und 12 % Heliumkerne (Alphastrahlung) sind, den Rest bilden schwerere Atomkerne. Neben der Nukleonen- existiert eine Leptonenkomponente aus freien Elektronen und Positronen.