Die Van-Allen-Gürtel, auch Van-Allen-Strahlungsgürtel genannt, sind zwei große Torus geladener Teilchen um den Planeten, die vom Erdmagnetfeld an Ort und Stelle gehalten werden. Die Van-Allen-Gürtel existieren aufgrund von „blinden Flecken“ im Erdmagnetfeld, die durch seine Kompression und Dehnung durch Sonnenwind verursacht werden.
Das Magnetfeld der Erde dient als magnetischer Spiegel, der geladene Teilchen entlang der Kraftlinien zwischen den magnetischen Nord- und Südpolen hin und her prallt. Die Van-Allen-Gürtel sind eng mit der Aurora borealis und der Aurora australis verbunden, wunderschönen Vorhängen aus geladenen Teilchen, die an Orten auf der Erdoberfläche sichtbar sind, wo sich die Van-Allen-Gürtel mit der oberen Atmosphäre kreuzen. Die Van-Allen-Gürtel sind auch für Satelliten und umlaufende Raumstationen relevant, die die Gürtel aufgrund der Schäden, die ihre geladenen Teilchen verursachen würden, meiden müssen.
Im späten 19. und frühen 20. Jahrhundert spekulierten mehrere Wissenschaftler – Carl Størmer, Kristian Birkeland und Nicholas Christofilos – über die Möglichkeit eines Gürtels geladener Teilchen, der die Erde umgibt, aber erst 1958 wurde seine Existenz von bestätigt einige der frühesten amerikanischen Satelliten, Explorer 1 und Explorer 3. Die Projekte wurden von Dr. James Van Allen von der University of Iowa geleitet, nach dem die Gürtel benannt wurden. Explorer 1, eine 14 kg schwere Raumsonde (30 lb) wurde zum Internationalen Geophysikalischen Jahr gestartet, und die wissenschaftlichen Daten, die sie über den Weltraum unmittelbar außerhalb der Erdatmosphäre lieferte, waren von unschätzbarem Wert. Die Van-Allen-Gürtel wurden ursprünglich entdeckt, als die Detektionsausrüstung für kosmische Strahlung auf den Satelliten vorübergehend tot war, überwältigt von der lokalen Strahlung.
Es gibt zwei verschiedene Van-Allen-Gürtel – den inneren Van-Allen-Gürtel und den äußeren Van-Allen-Gürtel. Der innere Van-Allen-Gürtel, der sich von 0.1 bis 1.5 Erdradien von der Oberfläche aus erstreckt, besteht aus hochgeladenen Protonen, die bis zu einem Millimeter Blei durchdringen und Astronauten und Weltraumausrüstung Schaden zufügen können. Der äußere Van-Allen-Gürtel, der zwischen 3 und 10 Erdradien von der Oberfläche entfernt liegt, mit seiner größten Intensität zwischen 4 und 5 Erdradien ausserhalb, besteht aus energiereichen Elektronen. Die Quelle der energetischen Teilchen variiert je nach Gürtel – die inneren Van-Allen-Gürtel bestehen aus Zerfallsprodukten von kosmischen Strahleneinschlägen mit der oberen Atmosphäre, während die äußeren Van-Allen-Gürtel aus dem Einstrom geladener Teilchen von geomagnetischen Stürmen entstehen, die selbst durch den Einfluss der Sonne auf die Magnetfelder der Erde erzeugt.