粒子天體物理是粒子物理和天體物理的交叉前沿，通過探測來自宇宙空間的各種高能粒子（帶電粒子、光子和中微子等）和輻射，研究天體的物理性質(zhì)以及高能粒子加速、輻射和傳播的過程和規(guī)律。

　　粒子天體物理中心以空間高能天體物理實(shí)驗(yàn)和天體物理研究、宇宙線觀測和相關(guān)物理研究、反應(yīng)堆中微子物理實(shí)驗(yàn)和相關(guān)物理研究等為主要研究方向，注重發(fā)展空間、地面、地下等多種實(shí)驗(yàn)手段，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、探測器研制、數(shù)據(jù)處理、物理解釋等方面具有很強(qiáng)的綜合實(shí)力。中心現(xiàn)有天體物理組、宇宙線組、AMS/CMS 組、中微子組和理論組。

　　中心承擔(dān)的重大項(xiàng)目包括基于西藏羊八井宇宙觀測站的中日合作ASγ 實(shí)驗(yàn)、中意合作ARGO-YBJ 實(shí)驗(yàn)、正在建設(shè)的高海拔宇宙線觀測項(xiàng)目；大亞灣反應(yīng)堆、正在建設(shè)的江門中微子實(shí)驗(yàn)；尋找反物質(zhì)和暗物質(zhì)的大型國際合作AMS實(shí)驗(yàn)；國家探月工程嫦娥一號衛(wèi)星、嫦娥二號衛(wèi)星上的X 射線譜儀，嫦娥三號衛(wèi)星上的粒子激發(fā)X射線譜儀；我國第一顆X射線天文衛(wèi)星硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡、天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室的伽瑪射線暴偏振實(shí)驗(yàn)POLAR、空間電磁環(huán)境衛(wèi)星的低能和高能電子譜儀以及“悟空”暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星的硅微條探測器陣列，以及未來的引力波電磁對應(yīng)體全天監(jiān)測器（GECAM，2020 發(fā)射）、增強(qiáng)型X 射線時(shí)變與偏振探測衛(wèi)星（eXTP，2025年發(fā)射）、中國空間站高能宇宙輻射探測設(shè)施（HERD，2025年發(fā)射）等。