云室是1904年由英国物理学家威尔逊发明的，因此也称为“威尔逊云室”。云室是观察微观粒子运动轨迹的仪器，它利用过饱和蒸汽容易围绕离子凝成雾滴的现象达到探测粒子的目的。
云室是一个圆筒或箱状的容器，侧面有片云母窗用于照明光进入和射入粒子，上面有玻璃窗以便观察和摄影，下面有一个活塞，实验时容器充入饱和蒸汽和空气。开始工作时，迅速将活塞向下移动，容器内气体绝热膨胀，温度急剧下降，使气体达到过饱和状态。如果此时有一个粒子进入容器，沿路径产生离子对，每一离子便成为蒸汽的凝结核心，在沿粒子行进的路径上形成一串小液滴2当有光照射时，这些小液滴对光有散射作用，便可通过顶部的玻璃窗观察到白亮的粒子径迹，并且可以用照相机拍摄下来。这些液滴是粒子运动留下来的径迹，根据径迹的长短、浓谈，以及在磁场中的弯曲等，可以分辨出粒子的种类和性质。
1911年，威尔逊又发明了记录a，p等带电粒子轨迹的云雾室照相装置。1919年，英国物理学家卢瑟福使用云室发现了质子。
