Американский астрофизик, известный своим открытием радиационных поясов Земли.
Окончил университет штата Айова в 1936 году. В 1939 - 1942 годах работал в Технологическом институте Карнеги, в 1946 -1950 годах – в университете Джонса Хопкинса. В 1951 - 1985 годах работал профессором университета Айовы.
Занимался исследования в области ядерной физики, физики космических лучей, космической физики, космонавтики. Руководил экспедициями для изучения космических лучей в Перу (1949), залив Аляска (1950), Гренландию (1952), а также несколькими экспедициями по программе Международного геофизического года (1957) в Арктику, Атлантику, Антарктику, Тихий океан.
Был главным исследователем на спутнике «Эксплорер-1», который в 1958 обнаружил заряженные частицы высокой энергии, образующие пояса радиации вокруг Земли, названные впоследствии поясом Ван-Аллена.
Ван-Аллен был выдающимся специалистом по использованию ракет, спутников и космических зондов для исследований по физике космоса, планет и Солнца. Принимал участие в постановке научных исследований на 23 других космических аппаратах, запускавшихся на околоземные орбиты и направлявшихся к Луне, Меркурию, Венере, Марсу, Юпитеру, Сатурну. В частности, принимал участие в разработке космического зонда «Галилео», достигшего Юпитера в 1995 году.
Был научным консультантом по изучению Солнечной системы в группе планирования космических программ Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства.
Два радиационных пояса в магнитосфере Земли, которые содержат заряженные частицы солнечного ветра, захваченные магнитным полем Земли. Внутренний пояс был открыт американским астрофизиком Джеймсом Ван-Алленом, а внеший радиационный полюс открыли советские ученые Вернов и Чудаков. Внутренний пояс находится на высоте от 3 до 12 тыс.км над поверхностью Земли, а внешний - на высоте от 18 до 57 тысяч км. Внутренний состоит главным образом из протонов, а внешний - из электронов. Разделение на внутренний и внешний пояса достаточно условно, поскольку все околоземное пространство заполнено заряженными частицами, которые движутся в магнитном поле Земли.
Наличие радиационных поясов и их характеристики учитываются при проектировании спутников, поскольку длительное пребывание электронной техники в таких условиях чревато поломками. Опасны радиационные пояса и для экипажей космических кораблей ( правда, до сих пор сквозь радиационные пояса Земли проходили только американские корабли «Аполлон», направлявшиеся к Луне ). Между радиационными поясами находится так называемая безопасная зона. Вот уже почти 40 лет среди ученых ведутся дебаты на тему того, как именно сформировалась эта безопасная зона и как происходит процесс ее «очистки» от заряженных частиц. Ранее считалось, что энергия солнечной радиации рассеивается радиоволнами идущими непосредственно от области электромагнитного всплеска, возникающего вследствии солнечной бури.
Недавние исследования, в финансировании которых принимало участие космическое агентство NASA, дали довольно неожиданные результаты. Как оказалось, за «расчистку» безопасной зоны высотой в несколько тысяч километров отвечают обычные молнии в атмосфере, которые во время гроз сверкают на высоте всего лишь 3-5 километров над поверхностью Земли. А в верхних слоях их называют голубой джет, тайгерт, спрайт и эльфы.