Принцип работы камеры Вильсона основан на конденсации пересыщенного пара и образовании видимых капель жидкости на ионах вдоль следа пролетевшей через камеру заряженной частицы. 3

Процесс происходит так: 1

1. При движении поршня вниз пары становятся перенасыщенными, то есть способными к быстрой конденсации. 1
2. При попадании какой-либо частицы через специальное окошко внутрь камеры она создаёт ионы, которые становятся ядрами конденсации. 1
3. Вдоль траектории движения частицы возникает след (трек) из сконденсированных капелек, которые можно сфотографировать. 1

После фотографирования трека газ в камере снова сжимается, капельки на ионах испаряются. 3 Электрическое поле в камере служит для «очистки» камеры от ионов, образовавшихся при предыдущей ионизации газа. 3

Таким образом, камера Вильсона работает в циклическом режиме, полное время цикла обычно больше 1 минуты. 1