宇宙射线是外照射的主要天然源。这些射线⼤多来源于星际空间深处；有些是在太阳耀斑期间由太阳释放的。它们会直接照射地球，并与⼤⽓层相互作⽤，产⽣不同类型的辐射和放射性物质。宇宙射线是外层空间的主要辐射源。地球⼤⽓层和磁场显著地减少了宇宙辐射，不过地球上有些地⽅受到的照射多于其他地⽅的照射。由于宇宙辐射被磁场偏转到南北两极，所以那⾥受到的照射要多于⾚道区受到的照射。

此外，由于上层空⽓稀薄难以形成屏蔽，照射⽔平会随着海拔⾼度⽽增长。居住在海平⾯的居民每年从宇宙辐射源的辐照的有效剂量约为0.3毫希沃特，约为天然源辐照总剂量的10%~15%。⽣活在海拔2 000⽶以上的⼈受到的剂量是居住在海平面的人的几倍。飞机乘客受到的剂量甚⾄更⾼，这是因为来⾃宇宙源的辐射照射不仅与海拔⾼度有关，⽽且与飞⾏时间长短有关。⽐如，在飞⾏⾼度中飞⾏10⼩时的平均有效剂量约为0.03~0.08毫希沃特。换句话说，从纽约到巴黎的往返航⾏中个⼈受到的剂量约为0.05毫希沃特。这个剂量近似等于⼀个患者接受常规胸部X射线检查所受到的有效剂量。虽然单个乘客在⼀次飞⾏中受到的有效剂量的估算值很低，但是集体剂量却相当⾼，因为乘客数量众多，航班遍布世界各地。