Các tia vũ trụ và sự phân rã của các đồng vị phóng xạ là những nguồn chính của bức xạ ion hóa tự nhiên trên Trái đất được gọi là bức xạ nền. Trong không gian, bức xạ nhiệt tự nhiên phát ra từ vật chất ở nhiệt độ cực cao (ví dụ phóng điện plasma hoặc vầng hào quang của Mặt trời) có thể bị ion hóa.