極高エネルギーの宇宙線は、宇宙マイクロ波背景放射（CMB）と衝突してエネルギーを失うため、約10²⁰ eV付近を境にして、それ以上では急激に地球への到来数が減るはずであるとする予想。
このことはCMBの発見後ただちに、CMBの光子が宇宙線陽子に及ぼす効果として、グライセン(K. Greisen)、ザツェピン(G.T. Zatsepin)、クズミン(V.A. Kuzmin)により指摘された（1966年）。この現象をそれを指摘した研究者にちなんでGZKカットオフ（あるいはGZK限界）という。
エネルギーが 約7×10¹⁹ eV ×(ε/10^-3 eV)^-1以上のとき（εは光子のエネルギー）、宇宙線陽子は6メガパーセク(Mpc)に1回程度の確率でCMBの光子との間で光-パイオン（パイ中間子）生成反応を起こす。その際 10-20%（パイオンと陽子の質量比程度）のエネルギー損失を受けるので、数回の相互作用でもとの宇宙線陽子は大半のエネルギーを損失し、30-100 Mpc (=1-3億光年）より長い距離を飛来できない。このため、この距離より遠方から飛来して観測される宇宙線陽子に約10¹⁹ eV 以上のエネルギーを持つものはほとんどなくなり、そこでエネルギースペクトルが急激に減少することになる。