Os raios cósmicos são partículas energéticas (na verdade não são raios) que viajam rapidamente pelo espaço. Eles estão por toda parte, e várias dúzias batem em seu corpo a cada segundo. Esses raios cósmicos são de baixa energia demais para causar sérios efeitos à saúde, além de algumas mutações genéticas, e os raios cósmicos são, de fato, um dos motores da evolução. Seu corpo recebe cerca de 2,4 mSv (miliSieverts) de radiação causada pelos efeitos dos raios cósmicos todos os anos. Para comparação, são necessários cerca de 1 Sievert de radiação em um curto período de tempo para causar náusea e cerca de 2-6 Sieverts para causar a morte.
Os efeitos na saúde dos raios cósmicos mudam em altitudes mais altas, onde o fluxo de raios cósmicos aumenta exponencialmente até uma altitude de cerca de 15 km (9 milhas) e depois cai rapidamente. Por isso, as pessoas que passam muito tempo em grandes altitudes, como pilotos de avião, aeromoças e pilotos de teste da Força Aérea, experimentam dezenas de vezes os efeitos dos raios cósmicos que as pessoas no solo. Isso ainda está bem abaixo do limite de carreira de 1 a 4 Sv recomendado pelo Conselho Nacional de Proteção e Medições de Radiação. O fluxo de raios cósmicos é baixo o suficiente na atmosfera da Terra e a exposição só se torna um problema no espaço.
Na Estação Espacial Internacional, 350 km (217 milhas) acima da superfície da Terra, os astronautas experimentam os efeitos dos raios cósmicos centenas de vezes mais numerosos do que os experimentados por pessoas no solo. A atmosfera da Terra é um isolante tão eficaz que quase nenhuma partícula chega ao solo, e a maior parte do que as pessoas estão expostas é a radiação secundária de colisões na atmosfera superior. Nas estações espaciais, os astronautas são expostos à radiação primária. No entanto, as pessoas passaram mais de um ano no espaço, sem efeitos negativos dos raios cósmicos, e parece plausível que estadias indefinidamente longas sejam possíveis.
As pessoas que estariam mais expostas aos raios cósmicos são aquelas que viajam entre a Terra e a Lua ou a Terra e outros planetas. A Terra é protegida principalmente por sua magnetosfera, um enorme campo magnético que se estende por cerca de 70.000 km (43.500 milhas) da superfície da Terra em todas as direções. Deixe a magnetosfera e você será exposto aos raios cósmicos galácticos – um dos tipos mais fortes – que normalmente são bloqueados pela blindagem magnética da Terra. Consequentemente, os astronautas da Apollo relataram ter visto flashes de luz em seus globos oculares, que podem ter sido raios cósmicos galácticos. Os efeitos da exposição prolongada a esses raios – digamos, em uma missão em Marte – são desconhecidos.