Dentre os secundários há núcleons (prótons ou nêutrons), fragmentos de núcleos, mésons (π, K,...), léptons (e+,e-,νe,μ+,μ-,νμ...) e fótons (γ). Nas colisões com os núcleos da atmosfera, são emitidos principalmente píons: π0,π+, ou π-. Os π0 têm um tempo de vida muito curto (τ ≈ 8,4 x 10-17 s), decaindo em dois fótons na faixa dos raios γ:
π0 → γ + γ.
Estes fótons, interagindo com os campos nucleares, formam pares elétron-pósitron:
γ + γ → e+ + e-,
que também interagem com a matéria do ar emitindo radiação na forma de mais raios γ:
e+ → e+ + γ,
e- → e- + γ,
num processo conhecido como Bremsstrahlung (radiação de freamento, em alemão), ou ainda como emissão síncroton. Estes raios γ vão gerar mais pares elétron-pósitron, que vão emitir mais γ, que vão gerar mais pares elétron-pósitron, etc., formando a cascata eletromagnética, assim denominada, uma vez que todos estes processos são de natureza eletromagnética. A componente eletromagnética do chuveiro é a mais prolífica, contendo ≈ 98% das partículas, e é também a reponsável pela maior parte dos sinais emitidos por ele, em várias regiães do espectro eletromagnético: ondas de rádio, micro-ondas, luz de fluorescência, luz Cherenkov, raios X ou raios γ.
Os píons carregados (π+ ou π-), por sua vez, têm um tempo de vida maior (τ ≈ 26 ns), vindo a decair num múon e num neutrino:
π+ → μ+ + νμ,
π- → μ- + ν̅μ.
Os múons (μ+ ou μ-) são léptons carregados com massa cerca de 200 vezes maior que a dos elétrons. Por isso, não sofrem deflexões ou perdas de energia muito significativas na atmosfera, viajando praticamente em linha reta até o solo. Eles formam a componente muônica dos chuveiros, que contém somente ≈ 1,7% de suas partículas, mas é a componente mais penetrante e mais presente ao nível do solo. Já os neutrinos atmosféricos são muito leves e interagem muito fracamente com o ar, ou com materiais mais densos, como a água ou a rocha.
Há ainda uma pequena parcela (≈ 0,3% das partículas) de hádrons (prótons, nêutrons, píons, káons,...) que é produzida no eixo central, formando a componente hadrônica do chuveiro. As partículas da cascata hadrônica podem realimentar todo o processo se sofrerem novas colisões com outros núcleos, ao longo de seus caminhos pela atmosfera.
A frente de partículas viaja a velocidades muito próximas à da luz e algumas delas chegam à superfície com energias suficientes para penetrar através da crosta terrestre ou do mar por grandes profundidades.
