產生原理
這項極限是在1966年由KennethGreisen、VadimKuzmin與GeorgiyZatsepin三人所計算，其基礎為宇宙微波背景輻射(cosmicmicrowavebackgroundradiation,CMBradiation)與宇宙射線的預期互動作用。預測中指出宇宙射線所帶的能量如果超過閾值5×1019電子伏特(eV)則會與宇宙微波背景的光子發生互動作用，產生Π介子(pion)。這樣的作用會持續發生，一直到射線粒子的能量低於Π介子產生閾值。因為此互動作用相關的平均自由徑(meanfreepath)其值甚低，舉例來說，起源處距離地球遠大於50百萬秒差距(Mpc)的星系外宇宙射線(extragalacticcosmicrays)若其能量大於此閾值者，則不可能在地球上觀測到；而此距離內又不存在目前已知可以產生此般能量的宇宙射線源。物理學中未解決的問題:為何有些宇宙射線所帶的能量從理論的角度來看實在太過於高呢？假使沒有近地球的射線粒子源，而這些射線粒子是來自遠方，則應該為宇宙微波背景輻射所散射吧？已有一些由AGASA實驗所作的觀測顯示遠源的宇宙射線帶有高於此極限的能量（稱作超高能量宇宙射線）。這樣的觀測事實被稱作GZK悖論(GZKparadox)或宇宙射線悖論(cosmicrayparadox)。
觀測的可信度
這些觀測似乎與目前所知的狹義相對論(特殊相對論)及粒子物理的預測相違背。不過，也有一些對於此類觀測所作的可能解釋，似乎可以解決這種不一致。首先，這些觀測可能出自於儀器上的誤差，或者是對於實驗結果不正確的解讀。再者，宇宙射線也可能有局域的粒子源（雖然尚不明白這些粒子源會是什麼。）另外的嘗試是採用極高能量低互動作用性粒子(ultra-highenergyweaklyinteractingparticles)來解釋(例如：微中子)，其可以在很遠處被創生出來，之後才在局域發生反應，生成所觀測到的粒子。
目前已有一些奇異理論被提出，以來解釋這些觀測，其中最著名的是雙重特殊相對論(theoryofdoubly-specialrelativity)。
時至2003年，一些宇宙射線實驗如伽瑪射線大區域太空望眼鏡(Gamma-rayLargeAreaSpaceTelescope,GLAST)與皮埃爾·奧傑觀測站(PierreAugerObservatory)計畫要證實或否定稍早觀測結果的可信度。
