高能宇宙线是来自宇宙空间的高能粒子，其能量跨度为109~1020电子伏特，主要由质子和多种元素的原子核组成，并包括少量电子和光子。宇宙线弥漫在整个宇宙，携带着宇宙起源、天体演化、太阳活动及地球空间环境等重要科学信息，它是“银河陨石”，是传递“宇宙大事件”的信使，是发现“宇宙加速器”的探针。自1912年被发现以来，研究宇宙线及其起源是人类探索宇宙的重要途径。在宇宙线的研究中，发现了许多基本粒子，开创了粒子物理学，诞生了5位诺贝尔奖得主。
不仅如此，在轨实验过程中，“天极”还拓展了脉冲星和太阳耀斑等的探测任务。其中，脉冲星探测与星际导航息息相关，是实现星际旅行的关键步骤。“天极”是国内首次在轨观测到脉冲星，且成功实现利用脉冲星信号进行导航技术验证的实验项目。后续的POLAR-2也已经成功入选中国空间站首批科学实验，预期2024年左右发射运行，其科学能力将有大幅度提高，有望为最终解决黑洞的形成和极端相对论喷流产生的重大科学问题作出关键贡献。
引力波的不同波段需要不同类型的探测方法才能实现，无法用一种探测方式实现引力波全波段探测。美国激光干涉引力波观测台（LIGO）可以探测到恒星级质量黑洞以及中子星并合产生的引力波，但原初引力波产生于宇宙诞生之初时空的剧烈膨胀，随着宇宙演化至今，已经成为引力波背景，只能用微波望远镜进行探测。对原初引力波的精确测量，是引力波探测全新的波段、有望成为下一个取得突破的方向。阿里计划分为两步，第一步是在海拔5250米建设一台在微波波段极其灵敏的“阿里一号”望远镜。之后，将在6000米处建设更加灵敏的望远镜阵列“阿里二号”，以拓展观测频段，提高观测精度。