Een primair kosmisch deeltje dringt de atmosfeer binnen. Dit deeltje gaat een quantum mechanische interactie aan met atomen in de atmosfeer. Dit wordt het hadronisch deel van de lawine genoemd.
Deze vrijkomende deeltjes starten het elektromagnetische deel van de lawine. Het elektromagnetisch deel van de lawine bestaat uit afwisselende generaties van elektronen en gamma-fotonen. De energie van de deeltjeslawine wordt verdeeld over een toenemend aantal deeltjes. Op een gegeven moment is de hoeveelheid energie per deeltje te klein om een volgende generatie deeltjes te genereren.
Deeltjes bewegen na een interactie gemiddeld in dezelfde richting als de deeltjes voor die interactie. Per deeltje kunnen deeltjes meer of minder opzij bewegen. Dit heeft tot gevolg dat de lawine zich als een steeds bredere pannekoek van deeltjes voortbeweegt. Mogelijke interacties zijn voor een deel van de mogelijke energieën in versnellers als de LHC te meten. Met behulp van de verkregen meetresultaten is een gesimuleerde lawine met de computer door te rekenen.
Hierboven is een computersimulatie van de voetafdruk (op de grond) van een deeltjeslawine te zien veroorzaakt door een proton met een energie van 1015eV. De locatie van enkele deeltjes (elektronen, positronen, muonen en anti-muonen) is aangeduidt met een grijze stip. Als twee detectoren (5m naar links en 5m naar rechts van de GPS-antenne) tegelijk een deeltje meten, wordt de plaats van de GPS-antenne als een rode stip afgebeeld.
