Về sau, Wilson quan tâm đặc biệt tớiKhí tượng học, nên năm 1893 ông bắt đầu nghiên cứu các đám mây và những đặc tính của chúng. Ông đã làm việc một thời gian ởđài thiên văn trên núiBen Nevis, nơi ông quan sát sự hình thành đám mây. Sau đó ông tìm cách tái tạo hiệu ứng này trên một quy mô nhỏ hơn trongphòng thí nghiệm ởCambridge, bằng cách làm cho không khí ẩm ướt giãn nở ra trong một container khép kín. Sau đó ông thí nghiệm cách tạo ra các vệt mây trong container bởi cácion vàbức xạ. Ông đã được traogiải Nobel Vật lý năm 1927 cho phát minhcloud chamber[2] này.
^cloud chamber (hay Wilson chamber) là một môi trường khép kín, bên trong chứa hơi nước hoặc cồn quá bão hòa, dùng như một máy dò hạt để dò bức xạ ion hóa. Khi một hạt có mang điện tích (ví dụ hạt alpha hoặc hạt beta) đi qua môi trường này thì nó sẽ được ion hóa
Asimov's Biographical Encyclopedia of Science and Technology,Isaac Asimov, 2nd ed., Doubleday & C., Inc.,ISBN 0-385-17771-2.