Η ζώνη ακτινοβολίας Van Allen είναι μια περιοχή γύρω από τη Γη που περιέχει μεγάλο αριθμό παγιδευμένων ενεργειακών σωματιδίων. Αποτελείται από μια εσωτερική ζώνη με πρωτόνια υψηλής ενέργειας και μια εξωτερική ζώνη ηλεκτρονίων. Η ζώνη πήρε το όνομά της από έναν καθηγητή του Πανεπιστημίου της Αϊόβα που είχε επιρροή στην ανακάλυψή της. Η ζώνη ακτινοβολίας παρουσιάζει κίνδυνο τόσο για τα ηλεκτρονικά όσο και για τους αστροναύτες που διέρχονται από αυτήν, επομένως τα διαστημικά σκάφη απαιτούν συνήθως αντίμετρα σε αυτήν την απειλή εάν χρειαστεί να διασχίσουν την περιοχή.
Ο James Van Allen βοήθησε να πειστούν οι σχεδιαστές της αποστολής να συμπεριλάβουν έναν μετρητή Geiger στον δορυφόρο Explorer 1 των ΗΠΑ για την ανίχνευση φορτισμένων σωματιδίων. Αυτό το διαστημόπλοιο ανακάλυψε την εσωτερική ζώνη ακτινοβολίας αφού εκτοξεύτηκε στις 31 Ιανουαρίου 1958. Ο Explorer 1 πέταξε εν μέρει ως απάντηση στον σοβιετικό δορυφόρο Sputnik 1, ο οποίος πυροδότησε τον Διαστημικό Αγώνα. Η εξωτερική ζώνη εντοπίστηκε για πρώτη φορά από το Pioneer 3, ένα σεληνιακό καθετήρα, στις 6 Δεκεμβρίου 1958. Στην πραγματικότητα, ανακαλύφθηκαν και άλλες ζώνες μεταξύ της εσωτερικής και της εξωτερικής ζώνης, αλλά προκλήθηκαν από παροδική ηλιακή δραστηριότητα και τελικά εξαφανίστηκαν.
Η εσωτερική ζώνη ακτινοβολίας αποτελείται κυρίως από πρωτόνια υψηλής ενέργειας. Τα πρωτόνια στην εσωτερική ζώνη προέρχονται από τη ραδιενεργή διάσπαση των νετρονίων στην ανώτερη ατμόσφαιρα. Αυτά τα νετρόνια προήλθαν από συγκρούσεις μεταξύ των κοσμικών ακτίνων και των ατομικών πυρήνων στο διάστημα. Τα μαγνητικά πεδία πάνω από περίπου 62 μίλια (100 χιλιόμετρα) από την επιφάνεια της Γης τείνουν να κρατούν αυτά τα σωματίδια παγιδευμένα πάνω από την ατμόσφαιρα. Περιστασιακά, ωστόσο, αυτά τα σωματίδια θα χτυπήσουν την ατμόσφαιρα και θα παράγουν σέλας, τις πολικές εμφανίσεις των φώτων στον ουρανό.
Η εξωτερική ζώνη ακτινοβολίας, από την άλλη πλευρά, αποτελείται κυρίως από ηλεκτρόνια. Είναι σημαντικά πιο μακριά από τη Γη από την εσωτερική ζώνη, φτάνοντας μερικές φορές σε απόσταση 10 ακτίνων της Γης. Ο αριθμός των σωματιδίων στον εξωτερικό ιμάντα τείνει επίσης να ποικίλλει περισσότερο από ό,τι στον εσωτερικό ιμάντα. Τα σωματίδια που παγιδεύονται στην εξωτερική ζώνη ακτινοβολίας πιστεύεται ότι προέρχονται από τον ήλιο και μεταφέρονται στη Γη από τον ηλιακό άνεμο.
Η ακτινοβολία στις ζώνες Van Allen μπορεί να προκαλέσει βλάβη τόσο στα ηλεκτρονικά όσο και στην ανθρώπινη υγεία. Οι δορυφόροι σε τροχιά γύρω από τη Γη έχουν καταστραφεί τα ηλεκτρονικά τους από τη δραστηριότητα από γεωμαγνητικές καταιγίδες. Τα διαστημικά σκάφη που περνούν μέσα από τις ζώνες παρουσιάζουν παρόμοια αύξηση στα επίπεδα ακτινοβολίας. Οι αστροναύτες στην περιοχή των ζωνών ακτινοβολίας θα λάμβαναν πολύ υψηλότερη δόση ακτινοβολίας από ό,τι στη χαμηλή τροχιά της Γης. Ως εκ τούτου, οι σχεδιαστές αποστολών πρέπει να αναπτύξουν μεθόδους προστασίας των διαστημικών σκαφών και των αστροναυτών από τις ζώνες Van Allen κατά τη διάρκεια διαπλανητικών αποστολών.