Kosmische straling is afkomstig van bronnen buiten de aarde. Het grootste deel hiervan, de galactische straling, komt van bronnen buiten het zonnestelsel.

De galactische straling bestaat voor 90% uit protonen en voor de rest uit heliumkernen en zwaardere kernen van elementen zoals koolstof en stikstof. Ook de zon is een bron van kosmische straling. Deze solaire straling bestaat vooral uit protonen en elektronen. Deze deeltjes hebben onvoldoende energie om ver de atmosfeer binnen te dringen, maar ze beïnvloeden het magnetisch veld rond de aarde en daarmee indirect de intensiteit van de galactische straling.

Sterke zonne-activiteit verhoogt de bijdrage van solaire straling. Het magnetisch veld rond de aarde wordt door de zonne-activeit echter zodanig beïnvloed dat de bijdrage van galactische straling afneemt.

Van de primaire kosmische straling is op zeeniveau zeer weinig over. Door interacties van primaire kosmische straling met de atmosfeer ontstaan reactieproducten die leiden tot een stralingsdosis voor de mens. Deze secundaire kosmische straling bestaat uit geladen deeltjes zoals muonen en elektronen.

Het aardmagnetisch veld buigt de secundaire kosmische straling af. Daarom varieert de stralingsdosis met de geomagnetische breedtegraad, zoals in onderstaand figuur is weergegeven.

De figuur geeft het dosistempo weer op vlieghoogte (tien kmkilometer). Het dosistempo is hier hoger dan op zeeniveau, omdat op die hoogte veel zware deeltjes (zoals neutronen en protonen) nog bijdragen aan de stralingsdosis. Op zeeniveau zijn die deeltjes verdwenen. Met speciale modellen kan de dosis voor vliegend personeel en passagiers worden berekend. Zie bijvoorbeeld het RIVMRijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu-Rapport 'Kosmische straling tijdens vliegverkeer'.
Met de module 'Galactic Radiation Received In Flight'(engelstalig) ontwikkeld door het Amerikaanse CARICivil Aeromedical Institute kan de tijdens een vlucht opgelopen dosis worden berekend. 

Dosis in Nederland

In het vlakke Nederland is het jaargemiddelde omgevingsdosistempo door kosmische straling vrij constant en bedraagt ongeveer 40 nSv/hnanosievert per uur. Variaties hierin treden op met de zonnecyclus (enkele nSv/h) en schommelingen in de luchtdruk. De dikte van de atmosfeer - en de beschermende werking ervan - worden beïnvloedt door de luchtdruk. Iemand die zich 100% van de tijd buiten bevindt loopt een jaardosis op van 0,35 mSvmillisievert/a door blootstelling aan secundaire kosmische straling.