挪威科學(xué)家克里斯蒂安·伯克蘭和卡爾·斯托默等最早預(yù)言，地球把太陽輻射的帶電粒子俘獲在自己的磁場(chǎng)里，并使它們沿著一定的軌道往復(fù)運(yùn)動(dòng)，形成一個(gè)特殊的環(huán)帶，使得地球生物免遭太陽粒子的傷害。

美國(guó)人造衛(wèi)星“探險(xiǎn)者”1號(hào)和3號(hào)發(fā)射升空到距離地面800米時(shí)，星載蓋革計(jì)數(shù)器的讀數(shù)突然下降為零?？臻g科學(xué)家范艾倫判斷，一定是那個(gè)區(qū)域的輻射過于強(qiáng)大，導(dǎo)致蓋革計(jì)數(shù)器飽和，從而造成探測(cè)失靈。

1958年7月26日，“探險(xiǎn)者”4號(hào)發(fā)射，范艾倫（Van Allen）在其計(jì)數(shù)器前端加蓋了一塊薄鉛片作為過濾器，以擋住一部分輻射，果不其然計(jì)數(shù)器就可以正常工作。由此，高空處的強(qiáng)電磁輻射帶——范艾倫輻射帶正式被揭示。

范艾倫輻射帶的帶電粒子來自太陽風(fēng)，被地球磁場(chǎng)所俘獲，在地球磁極的兩個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)間來回運(yùn)動(dòng)。受太陽磁暴影響，不少高能帶電粒子逸出，在大氣層激發(fā)空氣分子出現(xiàn)極光現(xiàn)象。

最初人們認(rèn)為范艾倫輻射帶是兩層，內(nèi)層多高能質(zhì)子，外層多高能電子。2012年美國(guó)發(fā)射“輻射帶風(fēng)暴探測(cè)器”專門研究范艾倫輻射帶的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)一個(gè)異常超高能的電子輻射區(qū)被一股強(qiáng)大的太陽風(fēng)吹散。這個(gè)發(fā)現(xiàn)表明，范艾倫輻射帶不僅有極大的可變性，而且在地球周圍還可能存在著另一個(gè)輻射環(huán)，這就是范艾倫第三層輻射帶。

范艾倫輻射帶已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了半個(gè)多世紀(jì)，依然帶有不少神秘性，尤其是它的第三層輻射帶。與兩個(gè)內(nèi)層輻射帶相比，它受到太陽活動(dòng)的影響，經(jīng)常不明原因地膨脹或收縮，變化幅度之大、變化之紊亂難以解釋。