环境中天然辐射本底主要由宇宙射线、宇生放射性核素和原生放射性核素发射的辐射三部分组成。宇宙射线主要来源于地球的外层空间。为了探明宇宙射线的来源，有人曾做过实验，把一个装有核辐射探测装置的大气球从海平面升至高空，观察电离辐射粒子注量率与海平面高度的关系。结果发现，当海拨高度低于700m时，粒子注量率随高度上升而急剧下降。当气球高度超过700m时，粒子注量率随高度的升高而迅速增加。此外，人们还发现，当太阳发生耀斑活动时，地球测得的宇宙射线强度明显增强，这一现象证明宇宙射线产生于地球以外的空间。宇宙射线有初级和次级之分。初级宇宙射线是指从外层空间射到地球大气层的高能辐射。初级宇宙射线按其来源不同，又可分为初级银河系宇宙射线和初级太阳宇宙射线。不过，前者是初级宇宙射线的来源。初级银河宇宙射线主要由高能质子组成（~87%），并伴有10%左右的氦核，其余为少量的重粒子、电子、光子和中微子。初级宇宙射线具有极大的动能，因此，它们的贯穿能力极强。初级太阳宇宙射线主要是指太阳发生耀斑时释放出来的带电粒子，大部分是质子和α粒子。不过，这些粒子的能量较低，通常对地球表面的辐射剂量不会产生明显的影响。次级宇宙射线是高能初级宇宙射线与大气的作用产物。初级宇宙射线进入大气时，具有极大能量的粒子与大气中的原子核发生剧烈的碰撞作用，致使原子核四分五裂，这类核反应一般称之为散裂反应或碎裂反应。一般情况下，将宇宙射线按其能量大小习惯上分为硬射线和软射线两部分。硬部分宇宙射线主要是指贯穿能力很强的高能粒子，主要指介子和高能质子；而软部分宇宙射线是指较易被物质吸收的低能粒子，主要指电子和光子。当高能初级宇宙射线与大气的原子核发生核反应时，反应产物除了次级宇宙射线粒子以外，还有许多放射性核素，这些核素叫做宇生放射性核素。
