所谓的威尔逊云室，指的就是显示能导致电离的粒子径迹的装置。
而早期的核辐射探测器，也就是最早的带电粒子探测器，由威尔逊在1896年提出，故称威尔逊云室。
云室则是指在一定空间里，模拟的云雾条件下，进行不同云物理实验研究的设备，容积有大有小。
如容积为立方米以上的大体积云室是固定的，可用于进行多种云物理实验研究。
容积为几到几十升的小型混合云室，主要用于外场自然冰核观测，也可进行播云催化剂成冰性能的检测。
而云室中的气体大多是空气或氩气，蒸气又大多是乙醇或甲醇。
而根据径迹上小液滴的密度，或径迹的长度可以测定粒子的速度。
而将云室和磁场联用，根据径迹的曲率和弯曲方向，便可测量粒子的动量和电性，从而可以确定粒子的性质。
这样威尔逊云室，就能使那些小得无法直接观察的粒子的运动轨迹显示出来。
甚至，威尔逊云室也可以把那些高速粒子发生相互撞击模仿核撞击，使运动方向发生改变的情形，拍摄下来。
因此，威尔逊云室也一经发明便立即受到人们的普遍重视与运用，对于检验理论和探索新型粒子做出了不可磨灭的贡献。
比如在1923年里，著名物理学家阿瑟·霍利·康普顿发现了x射线，以及x射线散射后波长变长的现象，以此命名康普顿效应。
康普顿使用光子与电子碰撞时动量与能量守恒定律，作出解释。
就在人们对此将信将疑时，威尔逊用云室拍摄到的反冲电子的径迹，令人信服地证实了康普顿散射理论，还为爱因斯坦光子说，提供了实验依据。