Der Van-Allen-Strahlungsgürtel ist eine Region um die Erde, die eine große Anzahl von eingefangenen energiereichen Teilchen enthält. Es besteht aus einem inneren Gürtel mit hochenergetischen Protonen und einem äußeren Gürtel aus Elektronen. Der Gürtel wurde nach einem Professor der University of Iowa benannt, der an seiner Entdeckung maßgeblich beteiligt war. Der Strahlungsgürtel stellt sowohl für Elektronik als auch für Astronauten, die ihn passieren, ein Risiko dar. Daher müssen Raumfahrzeuge normalerweise Gegenmaßnahmen gegen diese Bedrohung ergreifen, wenn sie die Region durchqueren müssen.
James Van Allen hat dazu beigetragen, die Missionsplaner davon zu überzeugen, einen Geigerzähler in den US-Satelliten Explorer 1 einzubauen, um geladene Teilchen zu erkennen. Diese Sonde entdeckte den inneren Strahlungsgürtel nach ihrem Start am 31. Januar 1958. Explorer 1 wurde teilweise als Reaktion auf den sowjetischen Satelliten Sputnik 1 geflogen, der das Weltraumrennen auslöste. Der äußere Gürtel wurde erstmals am 3. Dezember 6 von Pioneer 1958, einer Mondsonde, entdeckt. Tatsächlich wurden andere Gürtel zwischen dem inneren und äußeren Gürtel entdeckt, aber sie wurden durch vorübergehende Sonnenaktivität verursacht und verschwanden schließlich.
Der innere Strahlungsgürtel besteht hauptsächlich aus energiereichen Protonen. Protonen im inneren Gürtel stammen aus dem radioaktiven Zerfall von Neutronen in der oberen Atmosphäre. Diese Neutronen stammen aus Kollisionen zwischen kosmischer Strahlung und Atomkernen im Weltraum. Magnetfelder oberhalb von etwa 62 Kilometern von der Erdoberfläche halten diese Partikel in der Regel über der Atmosphäre gefangen. Gelegentlich treffen diese Partikel jedoch auf die Atmosphäre und erzeugen Polarlichter, die polaren Lichter am Himmel.
Der äußere Strahlungsgürtel hingegen besteht hauptsächlich aus Elektronen. Er ist deutlich weiter von der Erde entfernt als der innere Gürtel und erreicht manchmal eine Entfernung von 10 Erdradien. Auch die Partikelanzahl im Außenband variiert tendenziell stärker als im Innenband. Es wird angenommen, dass Partikel, die im äußeren Strahlungsgürtel gefangen sind, von der Sonne stammen und vom Sonnenwind zur Erde getragen werden.
Strahlung in den Van-Allen-Riemen kann sowohl die Elektronik als auch die menschliche Gesundheit schädigen. Die Elektronik von Satelliten im Orbit um die Erde wurde durch Aktivitäten von geomagnetischen Stürmen zerstört. Raumfahrzeuge, die die Gürtel passieren, erfahren einen ähnlichen Anstieg der Strahlungsniveaus. Astronauten im Bereich der Strahlungsgürtel würden eine viel höhere Strahlendosis erhalten als in einer niedrigen Erdumlaufbahn. Daher müssen Missionsplaner Methoden zum Schutz von Raumfahrzeugen und Astronauten vor den Van-Allen-Gürteln während interplanetarer Missionen entwickeln.