磁場中を荷電粒子がローレンツ力を受けて運動することにより電磁波を放射するメカニズムの名前。放射される電磁波の周波数はサイクロトロン周波数（ジャイロ周波数）であり、多くの天体ではこの周波数は非常に小さく観測対象にならない。しかし粒子のエネルギーが相対論的エネルギーになると、放射の指向性（ビーミング効果）が現れ基 本サイクロトロン周波数からその高調波成分を含む広域帯の連続スペクトルとなり、シンクロトロン放射と呼ばれる。宇宙ではさまざまな高エネルギー天体現象からシンクロトロン放射が観測されるが、電子のべき指数 p のエネルギー分布（エネルギーをEとして、E と E+dE にある電子の数密度が N(E) ∝ E^-p からのシンクロトロン放射スペクトル P($\nu$) は、べき指数 $\alpha$ = (p-1)/2 のべき関数（$ν$を周波数（振動数）としてP($\nu$) ∝ $\nu^{-\alpha}$）となり、磁場や電子の情報を推定するのに役立つ。べき関数型スペクトルを参照。