Камера Вильсона работает для обнаружения радиоактивного излучения следующим образом: 4

1. Камера состоит из цилиндрического сосуда, верхние стенки которого сделаны из прозрачного материала. 4 Внутри цилиндра находится подвижный поршень, покрытый тёмной тканью, смоченной спиртом или водой. 4
2. При быстром (адиабатном) расширении воздух в камере охлаждается и пар становится пересыщенным. 4
3. Если в этот момент в камере пролетает заряженная частица, то вдоль её траектории образуется цепочка ионов, которые становятся центрами конденсации пересыщенного пара, образуется трек, аналогично следу за реактивным самолётом в небе. 4
4. При освещении трек становится видимым на чёрном фоне и фотографируется. 4
5. Вид трека на фотоснимке часто позволяет судить о природе частицы и величине её энергии. 4 Так, альфа-частицы оставляют сравнительно толстый сплошной след, протоны — более тонкий, а электроны — пунктирный. 4

Камеры Вильсона обычно помещают в магнитное поле, в котором траектории заряженных частиц искривляются. 1 Определение радиуса кривизны траектории позволяет определить удельный электрический заряд частицы, а, следовательно, идентифицировать её. 1