الأشعة الكونية من خارج المجرة جسيمات عالية الطاقة واردة إلى المجموعة الشمسية من خارج درب التبانة، طاقتها تفوق ١٠^١٥ إلكترون فولت. تُعزى مصادرها المقترحة إلى تسارعات كهرومغناطيسية وصدمات في رشقات أشعة غاما ونوى المجرات النشطة ومجموعات المجرات، ويُعتقد أن البروتونات هي المكوّن السائد، مع قلة الإحصاءات التي تحد من معرفة أصولها وتركيبها بصورة مؤكدة.

تنتج مصادمات الجسيمات عالية الطاقة جسيمات قصيرة العمر مثل جسيمات تاو والبيونات، كما تتيح تكوين هادرونات تحتوي على كواركات ثقيلة من أنواع الساحر والقاع والقمة. ولا تُنتج هذه الكواركات عادةً كجسيمات حرة مستقرة، بل تظهر آثارها في نواتج التحلل والجسيمات المركبة التي تسجلها الكواشف المحيطة بنقطة التصادم.

تتكون الأشعة الكونية الأولية في معظمها من بروتونات وأنوية ذرية عالية الطاقة تصل من الفضاء، وعندما تصطدم بالغلاف الجوي تنشئ زخات من الجسيمات الثانوية تشمل البيونات والميونات والإلكترونات والنيوترينوات. ولا تتحرك الكواركات الغريبة منفردةً في الأشعة الكونية بسبب ظاهرة حبس الكواركات، بل توجد داخل هادرونات تحتوي على كواركات غريبة.

جسيم «أوه ماي غود» هو حدث لجسيم من الأشعة الكونية فائقة الطاقة رُصد عند مرصد هاي ريز بجامعة يوتا في موقع دوغوي بروفينغ غراوند بولاية يوتا، وتمت ملاحظة أن طاقته تقارب ٤٠,٠٠٠,٠٠٠ ضعف طاقة أعلى البروتونات المنتجة في مسرّع جسيمات. يمثل جسيم «أوه ماي غود» مثالًا على الأشعة الكونية ذات الطاقة الفائقة التي تتجاوز كثيرًا قدرات مصادر الطاقة المعروفة في الأرض وتستدعي دراسات فيزيائية وفلكية لشرح مصدرها وآليات تسريعها، ويُعد رصده ذات أهمية في فهم حدود الطاقات الممكنة للجسيمات الأولية في الكون.

تُرصد الأشعة السينية الكونية أساساً من الفضاء لأن الغلاف الجوي للأرض يمتص معظمها قبل وصولها إلى السطح، ولذلك استُخدمت مراصد مدارية متخصصة مثل مرصد «أينشتاين» ومرصد «روزات» ومرصد «روسي لتوقيت الأشعة السينية». وقد درست هذه المراصد الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية وبقايا المستعرات العظمى.