Fou descobert l’any 1958 per J.A. Van Allen i el seu equip, a partir de les dades proporcionades pels satèl·lits del tipus Explorer i Pioneer. Les partícules que constitueixen el cinyell de Van Allen són electrons i protons de gran energia. Té una forma gairebé toroidal i una extensió que comprèn aproximadament des dels 75°N fins als 75°S de latitud al costat il·luminat de la Terra, i dels 70°N als 70°S de latitud al costat fosc.
D’acord amb l’espectre d’energia de les partícules, hom pot considerar que el cinyell de Van Allen és dividit en diferents cinyells parcials. Els més importants són els denominats cinyell interior i cinyell exterior, que són separats per una regió en la qual la densitat de partícules d’alta energia és marcadament baixa. La regió interior és constituïda per electrons i protons, les energies dels quals són de l’ordre de més de 40 milions d’eV. El centre d’aquesta regió és a 3.000 km de la superfície de la Terra, i té una amplada de 5.000 km. Hom observa el màxim flux de protons de gran energia a una altitud de 3.200 km, amb un màxim secundari a 4.500 km. El nombre de partícules i la distribució d’energies en aquesta zona és gairebé constant. La regió exterior conté principalment electrons, les energies dels quals poden arribar fins a valors de l’ordre de 109 eV. Aquesta zona té el seu centre a una altitud compresa entre 15.000 i 20.000 km, i una amplada de 6.000 a 10.000 km.
Hom suposa que els protons de les regions interiors s’originen per interacció dels raigs còsmics amb l’atmosfera terrestre, i que els electrons de les regions exteriors provenen del vent solar. Hom creu que el cinyell de Van Allen té un paper decisiu en diversos fenòmens de l’atmosfera (com ara les aurores polars). Cal remarcar que les seves zones interiors poden resultar perilloses per als astronautes i fins i tot per als aparells dels satèl·lits no tripulats.