Некоторые преимущества метода камеры Вильсона в экспериментальной физике:

• Возможность наблюдать и фотографировать следы заряженных частиц. 14 Вид трека на фотоснимке часто позволяет судить о природе частицы и величине её энергии. 4 Например, альфа-частицы оставляют сравнительно толстый сплошной след, протоны — более тонкий, а электроны — пунктирный. 4
• Изучение поведения отдельных атомов. 2 Камера Вильсона позволяет видеть и фотографировать действительные пути атомов и электронов в газах, а также изучать сложные взаимодействия между отдельными атомами, ядрами и заряженными частицами. 2
• Возможность определять характеристики частиц. 13 Если поместить камеру Вильсона в магнитное поле, то траектории заряженных частиц будут искривлены. 13 По направлению изгиба трека можно судить о знаке заряда частицы, а по радиусу кривизны — определять её массу, заряд, энергию. 1
• Возможность настраивать камеру на фиксацию частиц с заданного направления. 5 Кроме того, устанавливая порог срабатывания счётчиков Гейгера, можно фильтровать наблюдаемые частицы по энергиям. 5

С помощью камеры Вильсона был сделан ряд важнейших открытий в области ядерной физики и физики элементарных частиц. 4