Los rayos cósmicos son partículas energéticas (no realmente rayos) que viajan rápidamente a través del espacio. Están en todas partes, y varias docenas golpean tu cuerpo cada segundo. Estos rayos cósmicos tienen muy poca energía para causar efectos graves en la salud, aparte de algunas mutaciones genéticas, y los rayos cósmicos son, de hecho, uno de los impulsores de la evolución. Su cuerpo recibe aproximadamente 2.4 mSv (miliSieverts) de radiación causada por los efectos de los rayos cósmicos cada año. En comparación, se necesitan alrededor de 1 Sievert de radiación en poco tiempo para causar náuseas, y alrededor de 2-6 Sieverts para causar la muerte.
Los efectos sobre la salud de los rayos cósmicos cambian a altitudes más altas, donde el flujo de rayos cósmicos aumenta exponencialmente hasta una altitud de aproximadamente 15 km (9 millas), luego se reduce rápidamente. Debido a esto, las personas que pasan mucho tiempo a gran altura, como los pilotos de aerolíneas, azafatas y pilotos de prueba de la Fuerza Aérea, experimentan docenas de veces los efectos de los rayos cósmicos que las personas en tierra. Esto todavía está muy por debajo del límite de carrera de 1-4 Sv recomendado por el Consejo Nacional de Protección y Mediciones de Radiación. El flujo de rayos cósmicos es lo suficientemente bajo en la atmósfera de la Tierra que la exposición solo se convierte en un problema en el espacio.
En la Estación Espacial Internacional, a 350 km (217 millas) sobre la superficie de la Tierra, los astronautas experimentan los efectos de los rayos cósmicos cientos de veces más numerosos que los que experimentan las personas en el suelo. La atmósfera de la Tierra es un aislante tan efectivo que casi ninguna partícula llega al suelo, y la mayoría de las personas a las que está expuesta es la radiación secundaria de colisiones en la atmósfera superior. En las estaciones espaciales, los astronautas están expuestos a la radiación primaria. Sin embargo, las personas han pasado más de un año en el espacio sin los efectos nocivos de los rayos cósmicos, y parece plausible que sean posibles estancias indefinidamente largas.
Las personas que estarían más expuestas a los rayos cósmicos son las personas que viajan entre la Tierra y la Luna o la Tierra y otros planetas. La Tierra está protegida principalmente por su magnetosfera, un enorme campo magnético que se extiende a unos 70,000 km (43,500 millas) de la superficie de la Tierra en todas las direcciones. Deje la magnetosfera y estará expuesto a los rayos cósmicos galácticos, uno de los tipos más fuertes, que generalmente están bloqueados por el blindaje magnético de la Tierra. En consecuencia, los astronautas del Apolo informaron haber visto destellos de luz en sus globos oculares, que podrían haber sido rayos cósmicos galácticos. Se desconocen los efectos de la exposición prolongada a estos rayos, por ejemplo, en una misión a Marte.