飞船和地面探测实验得出来的宇宙线知识的基础上建立的。理论物理学家预测并在对撞机中寻找的几种粒子有可能在宇宙线中存在。实验则有可能探测到它们，并得到粒子和它们远方的天体来源的宝贵信息。阿尔法磁谱仪将具体观测太空中高能辐射下的电子，正电子，质子，反质子与核子。这些探测结果有可能解答关于宇宙大爆炸一些重要的疑问，例如“为何宇宙大爆炸产出如此少的反物质？”或“何等物质构成了宇宙中看不见的质量？”该计划产出两台设备，首台即通常意义上的阿尔法磁谱仪AMS-01于1998年6月2日由发现号航天飞机执行STS-91