L'atmosphère et le champ magnétique terrestre jouent le rôle de bouclier contre les radiations en provenance du soleil et des étoiles. Les couches atmosphériques absorbent l’essentiel des particules secondaires générées par les impacts des rayons cosmiques qui bombardent la Terre. 

Les lignes de force du champ magnétique terrestre écartent une bonne partie des rayons cosmiques primaires de la haute atmosphère. Ce bouclier ne couvre toutefois pas les environs du pôle nord et du pôle sud. Lors des éruptions solaires, les particules en provenance du soleil sont à l'origine du phénomène des aurores boréales dans les régions polaires.

Mesures réalisées sur diverses routes aériennes représentatives des expositions aux rayonnements cosmiques. Le débit de dose moyen (dose reçue par heure) sur un vol est indiqué en millionièmes de sieverts par heure (µSv/h) dans les cercles. La dose totale (encadrée en bleu) est donnée en millisieverts (mSv), Dans le cas de l'aller-retour Paris-New York, le vol était en Concorde. 

IRSN

S'élever en altitude diminue l'épaisseur des couches d’air protectrices. Les Indiens des Andes et les Tibétains de l'Himalaya qui vivent à longueur d'années à 3 ou 4000 mètres d'altitude subissent un supplément de radiations, de même que les alpinistes, les skieurs et les passagers de vols aériens qui montent plus haut mais dont le voyage ne dure que quelques heures.

Le personnel navigant des compagnies aériennes sont exposés à des doses accrues de rayonnement cosmique du fait de l'altitude du vol des avions voisine en général de 10 000 m.

Expositions subies par des membres d'équipages pour 1000 heures de vol sur un certain nombre de routes aériennes. A titre de comparaison sont indiqués les seuils recommandés d'exposition annuels pour le public, pour les travailleurs exposés et pour les femmes enceintes. Ces limites n'incluent pas les expositions dues à la radioactivité naturelle et à la médecine.

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Les expositions restent modestes. Le passager d'un vol Londres New York à 11 000 mètres d'altitude recevra une dose de 0,032 mSv (millisievert), l'équivalent d'une radiographie dentaire panoramique. Un autre voyageur empruntant une route passant par le pôle Nord pour aller de New York à Hong Kong recevra une dose trois fois plus importante car la protection de l'atmosphère et du champ magnétique terrestre est environ deux fois moins efficace aux latitudes polaires qu'à l'équateur.

Il faudra cinq allers et retours à un habitué de cette ligne ou à un membre d'équipage pour recevoir 1 mSv, l'équivalent d'une radio du bassin. Un millisievert est également le seuil d'exposition moyen recommandé pour le public par la Commission Internationale pour la Protection Radiologique (CIPR) et correspond à environ 40 % de la valeur moyenne annuelle de la dose de radioactivité naturelle, dont il faut remarquer qu’elle varie beaucoup plus que 1 mSv d'un endroit à l'autre.

Un millisievert supplémentaire reste une dose faible dont on n’a pas pu prouver qu’elle présente un risque. Rappelons que les doses annuelles admises pour les personnes travaillant dans l'industrie nucléaire sont de 20 mSv en Europe et de 50 mSv aux États-Unis.

Parmi les voyageurs aériens, les femmes enceintes, les équipages et ceux qui empruntent l'avion comme d'autres l'automobile sont les plus exposés. Une directive européenne impose depuis mai 2000 aux compagnies aériennes de suivre les doses reçues par leurs équipages et de les informer quand elles dépassent la limite de 1 mSv.