都是稳定的粒子，像是质子、原子核、或电子。但是，有非常少的比例是稳定的反物质粒子，像是正电子或反质子，这剩余的小部分是研究的活跃领域。大约89%的宇宙线是单纯的质子，10%是氦原子核（即α粒子），还有1%是重元素。这些原子核构成宇宙线的99%。孤独的电子（像是β粒子，虽然来源仍不清楚），构成其余1%的绝大部分；γ射线和超高能微中子只佔极小的一部分。粒子能量的多样化显示宇宙线有着广泛的来源。这些粒子的来源可能是太阳（或其它恆星）或来自遥远的可见宇宙，由一些还未知的物理机制产生的。宇宙线的能量可以超过1