עפ"י תורת היחסות - מהירותם של חלקיקים בעלי מסה אינה יכולה להיות גדולה יותר ממהירות האור בריק. עם זאת, ידוע כי האור מתפשט בתוך תווכים שונים במהירות הנמוכה ממהירותו בריק. למשל, מהירות האור במים או בזכוכית היא בערך 70% ממהירותו בריק.
לכן, יתכנו מצבים שחלקיקים יסודיים, ינועו בתוך תווכים מסויימים במהירות הגבוהה יותר מהאור. דוגמה : החלקיק נייטרון, הנפלט כתוצר של התהליכים הגרעיניים בכור גרעיני - יכול לנוע בתוך המים אשר בבריכת הצינון של הכור - מהר יותר ממהירות האור במים. כתוצאה מתנועתו זו הנייטרון פוגע באלקטרונים וגורם לתנועתם המהירה. האלקטרונים, בהיותם חלקיקים טעונים מקיימים אינטרקציה עם החומר והאנרגיה האצורה נפלטת כקרינה - קרינה אור זו הקרויה קרינת צ'רנקוב, והיא בגוון כחול בהיר בדרך כלל.
קרינת צ'רנקוב היא תוצא דומה ל"בום על קולי" המתרחש כאשר גוף (כמו מטוס) עובר את מהירות הקול, אלא שכאן מדובר בקרינת אור.