Отдел проводит непрерывные наблюдения космических лучей с 1958 г., а в 1997 г. стал первой в мире организацией, в реальном времени представляющей в сети Интернет измеряемые на Земле вариации космических лучей. В последние годы ИЗМИРАН восстановил непрерывные наблюдения космических лучей на ст. Мирный в Антарктиде.

Данные долговременной регистрации космического излучения ― основа проводимых фундаментальных исследований в солнечно-земной физике, а также при решении некоторых прикладных задач (например, связанных с прогнозом космической погоды). Из долговременного мониторинга вариаций космических лучей мы получаем информацию о крупномасштабных проявлениях солнечной активности, состоянии магнитосферы и характеристиках атмосферы Земли. На основе исследования долговременных вариаций космических лучей было предсказано существование солнечного ветра и межпланетных магнитных полей, оценена их напряженность, определены характерные размеры неоднородностей, что впоследствии получило подтверждение в прямых наблюдениях на космических аппаратах.

Временные вариации интенсивности космических лучей в месте наблюдения могут быть вызваны изменениями мощности источников, включая ускорительные процессы на Солнце и в гелиосфере, а также различными модуляционными эффектами при распространении космических лучей в Галактике, гелиосфере, магнитосферах и атмосферах Земли и планет.