自1912年宇宙线被发现以来，人们通过地面探测阵列或者承载于热气球、卫星和空间站的探测器对其进行了大量的观测。这些观测以及相应的理论研究与粒子物理和天体物理密切相关。近十几年来，PAMELA、CREAM、ATIC、PPB-BETS、HESS、Fermi以及特别是AMS-02等实验发布了大批远比以往精确的观测结果，使得在宇宙线中寻找暗物质的迹象成为了可能。　　暗物质是宇宙物质中的主要成分，然而迄今为止，其只通过引力相互作用而为人所知。它也可能参与其它相互作用而有机会在宇宙线观测中留下痕迹，人们可以通过此类痕迹间接地确定暗物质粒子的性质，从而为研究超出标准模型的新物理提供一个强力的依据。然而这种确定敏感地依赖于对背景宇宙线的理解，因而对背景宇宙线流强的合理估计变得十分必要。　　本文的研究主要基于AMS-02的观测结果。　　利用AMS-02最近发布的B/C比观测结果以及PAMELA和AMS-02不同时间段的质子流强观测结果，对宇宙线传播进行了系统的限制，得到了不同传播假设下的最佳拟合结果。发现原子核宇宙线观测倾向于重加速传播模型，而相形之下，正负电子观测倾向于对流传播模型。　　基于不同的宇宙线传播模型，研究了正电子、反质子、反氘以及反氦-3的观测上可能会存在的异常，以寻找暗物质的迹象。　　正电子的流强已经被观测确证在几十到几百GeV的范围超出了传统的背景预期。根据AMS-02精确的正负电子观测数据，分别利用天体源与暗物质对此超出进行了解释，发现在不同解释之下，宇宙线中的原初电子能谱在～60GeV附近均需要存在结构。对于天体源解释，利用超新星遗迹与脉冲星的多波段观测确定它们的宇宙线注入能谱，从而解释正负电子数据，其中给出了数个的可能的现实情况。对于暗物质解释，估计了Fermi各向同性伽马射线(IGRB)观测带来的限制。　　比之传统预期，AMS-02的反质子观测结果在高能端显示了一个疑似的异常。系统讨论了此异常中是否需要来自暗物质的贡献。在讨论中研究了传播模型，以及特别是强相互作用带来的不确定度，发现强相互作用的不确定度会对结论造成影响。　　利用现有强相互作用模型，还对未来可能探测到的反氘与反氦-3也进行了现实而恰当的估计，讨论了其中的不确定度以及对未来观测的预期。