天体粒子物理学，也称为粒子天体物理学，是粒子物理学的一个分收，研究天文学起源的根本粒子及其与天体物理学和宇宙学的关系。它是在粒子物理学、天文学、天体物理学、探测器物理学、相对论、固态物理学和宇宙学的穿插点呈现的一个相对较新的研究范畴。自2000年代初期以来，部门受中微子振荡发现的鞭策，该范畴在理论和尝试上都履历了快速开展。天体粒子物理学范畴是从光学天文学开展而来的。跟着探测器手艺的开展，呈现了愈加成熟的天体物理学，它涉及多个物理学子课题，如力学、电动力学、热力学、等离子体物理学、核物理学、相对论和粒子物理学。粒子物理学家发现天体物理学是需要的，因为很难产生与太空中发现的粒子具有可比能量的粒子。例如，宇宙射线光谱包罗能量高达1020 eV的粒子，此中大型强子对碰机发作的量子-量子碰碰能量约为1012电子伏特。
该范畴能够说始于1910年，其时一位名喊TheodorWulf的德国物理学家在埃菲尔铁塔的底部和顶部丈量了空气中的电离度，那是伽马辐射的目标。他发现，假设仅将空中源回因于那种辐射，则顶部的电离远比预期的要多。
奥天时物理学家维克多·弗朗西斯·赫斯假设一些电离是由天空的辐射引起的。为了保卫那一假设，赫斯设想了可以在高空运行的仪器，并在高达5.3公里的高度停止了电离看测。从1911年到1913年，赫斯停止了10次飞翔以详尽地丈量电离程度。通过先前的计算，假设空中源是辐射的独一来源，他估量在500米以上的高度不会发作任何电离。然而，他的丈量成果表白，虽然电离程度最后跟着高度的增加而降低，但在某些时候它们起头急剧上升。在他飞翔的顶峰期，他发现电离程度比外表高得多。赫斯然后可以得出结论：“1936年获得诺贝尔物理学奖。1925年，罗伯特·密立根证明了赫斯的发现，随后创造了“宇宙射线”一词。
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许多领会天体粒子物理学范畴起源的物理学家更情愿将赫斯对宇宙射线的那一“发现”做为该范畴的起点。
该范畴将来的一项次要使命就是在工做定义之外彻底定义本身，并将本身与天体物理学和其他相关主题明白区分隔来。
天体粒子物理范畴当前未处理的问题包罗暗物量和暗能量的表征。从WalterBaade和FritzZwicky起头对银河系和其他星系中恒星轨道速度的看测在1930年代，跟着看察到的星系团中星系的速度，发现运动远远超越阐明其动力学所需的可见物量的能量密度。自九十年代初以来，一些候选者被发现能够部门阐明一些缺失的暗物量，但它们远不敷以供给完全的阐明。加速宇宙的发现表白，大部门缺失的暗物量以暗能量的形式存储在动态实空中。
天体粒子物理学家的另一个问题是，为什么当今宇宙中的物量比反物量多得多。重子发作是在早期宇宙中产生不等数量的重子和反重子的假设过程的术语，那就是为什么今天的宇宙是由物量构成的，而不是反物量。