تتميز الأشعة الكونية بالخصائص الكونية التالية:
1- تنشأ الأشعة الكونية عندما تصطدم جسيمات عالية الطاقة مثل البروتونات والنوى الأخرى بجزيئات الهواء والغاز في الغلاف الجوي للأرض.
2- تتحرك الأشعة الكونية في الفضاء الخارجي بسرعات هائلة تصل إلى سرعة الضوء.
3- تتأثر الأشعة الكونية بمجالات الجاذبية للأجسام الكونية الضخمة مثل النجوم والكواكب والمجرات.
4- يمكن استخدام الأشعة الكونية في دراسة تطور الكون وتحليل تركيبة المادة فيه، بالإضافة إلى استخدامها في دراسة الظواهر الفيزيائية الكونية مثل الانفجارات النجمية والثقوب السوداء.
5- يمكن استخدام أشعة الكونية في الأبحاث الجيولوجية والجيوفيزيائية، حيث يمكن استخدامها في عمليات تاريخية وتحليل المعادن.