将天体演化和物质结构两大前沿学科联系起来的边缘学科。大致可分为：1 ．宇宙线天体物理：利用宇宙线进行天文观测，研究天体和宇宙空间的状态、组成和演化规律，以及宇宙线的起源、加速、传播和演变。2 ．宇宙线高能物理：利用宇宙线进行高能物理实验，研究基本粒子的结构和相互作用及相互转化规律。3 ．宇宙线空间物理和地球物理：研究宇宙线与行星际空间、磁层、电离层、大气层和地磁场的相互作用及变化规律。这3 个分支各有侧重，但又相互渗透和相互交叉。