James Alfred Van Allen (Mount Pleasant, 7 de setembro de 1914 — Iowa City, 9 de agosto de 2006) foi um físico espacial norte-americano, fundamental para o estabelecimento do campo de pesquisa da magnetosfera no espaço. Sua descoberta dos cinturões de radiação de Van Allen em 1958, zonas de partículas carregadas energéticas aprisionadas pelo campo magnético da Terra, foi a primeira grande descoberta científica da Era Espacial. Como pesquisador principal de instrumentos científicos em 24 satélites terrestres e missões planetárias, Van Allen forneceu as primeiras medições in situ das magnetosferas de Júpiter e Saturno, foi pioneiro no uso de assinaturas de absorção de partículas energéticas para detectar anéis planetários e satélites, e conduziu um programa de várias décadas de observações de raios cósmicos que estabeleceu o gradiente radial da intensidade dos raios cósmicos galácticos de 1 UA até além de 65 UA na heliosfera.
Membro da Academia Nacional de Ciências (eleito em 1959), da Sociedade Filosófica Americana e da Academia Americana de Artes e Ciências, Van Allen recebeu a Medalha Nacional de Ciências (1987), o Prêmio Crafoord da Real Academia Sueca de Ciências (1989), a Medalha de Ouro da Real Sociedade Astronômica (1978) e o Prêmio Vannevar Bush (1991). A revista Time o nomeou um dos Homens do Ano em 1960. Ele liderou a comunidade científica na instalação de instrumentos de pesquisa em satélites espaciais e foi um dos principais defensores da exploração planetária não tripulada, presidindo o Painel do Espaço Exterior que desenvolveu a justificativa científica para as missões Pioneer 10 e Pioneer 11 aos planetas exteriores. Ele também foi um crítico ferrenho dos programas de voos espaciais tripulados, argumentando que as espaçonaves robóticas proporcionavam retornos científicos muito maiores por dólar investido.
Van Allen nasceu em 7 de setembro de 1914, em uma pequena fazenda perto de Mount Pleasant, em Iowa. Desde criança, era fascinado por dispositivos mecânicos e elétricos e lia avidamente as revistas Popular Mechanics e Popular Science. Obteve seu bacharelado (B.S.) no Iowa Wesleyan College em 1935, seguido por um mestrado (M.S.) (1936) e um doutorado (Ph.D.) (1939) pela Universidade de Iowa, onde estudou física nuclear com Alexander Ellett. Uma bolsa de estudos na Instituto Carnegie, em Washington, D.C., ampliou sua pesquisa em geomagnetismo, raios cósmicos, física das auroras e física da alta atmosfera da Terra.
Em agosto de 1939, Van Allen ingressou no Departamento de Magnetismo Terrestre (DTM) da Instituição Carnegie como pesquisador. A partir de 1940, trabalhou na Seção T do Comitê Nacional de Pesquisa de Defesa (NDRC) no desenvolvimento de espoletas de proximidade fotoelétricas e de rádio, detonadores projetados para aumentar a eficácia do fogo antiaéreo. Quando esse trabalho foi transferido para o recém-criado Laboratório de Física Aplicada (APL) da Universidade Johns Hopkins, em abril de 1942, Van Allen continuou lá, aprimorando a robustez das válvulas eletrônicas usadas nos sistemas de espoletamento de baterias de canhões.
Comissionado como tenente da Marinha dos Estados Unidos em novembro de 1942, Van Allen serviu por 16 meses em contratorpedeiros da Frota do Pacífico Sul, instruindo oficiais de artilharia e testando em campo as então secretas espoletas de proximidade. Foi oficial assistente de artilharia do encouraçado USS Washington durante a Batalha do Mar das Filipinas (19 a 20 de junho de 1944) e recebeu quatro estrelas de batalha. Ele foi promovido a tenente-comandante em 1946.
Professor e diretor do Instituto de Física da Universidade de Iowa desde 1951, conduziu investigações sobre física nuclear, sobre a radiação cósmica e sobre a física atmosférica.
Descobriu a existência de duas zonas de radiação de alta energia que envolvem a Terra, chamadas em sua homenagem cinturões de Van Allen, cuja origem está provavelmente nas interações do vento solar e dos raios cósmicos com os átomos constituintes da atmosfera.
Atuou também nos projetos dos primeiros satélites artificiais dos Estados Unidos e participou nos programas de investigação planetária vinculados às missões da NASA "Apollo", "Mariner" e "Pioneer".
James Van Allen morreu no dia 9 de agosto de 2006, aos 91 anos vítima de insuficiência cardíaca.