Wilsonovú hmlovú komoru vynašiel Charles Thomson Rees Wilson (1869-1959), škótsky fyzik v roku 1911.
Princíp je jednoduchý:
Ak paru nejakej tekutiny dostaneme do podchladeného stavu, potom investovaním veľmi nízkej energie, začína kondenzácia. K tomuto sa požaduje iba tak málo energie, ktorú môže zabezpečiť aj jedna prichádzajúca ionizačná častica, ktorá preletí podchladenou zónou a ionizuje tam sa nachádzajúcu molekulu plynu. Wilson musel vyriešiť udržanie stavu nízkej teploty a presýtenej pary. Hmlovú komoru nazývajú aj Wilsonovej komory na počesť vedeckého pracovníka, nositeľa Nobelovej ceny (1927). Používaním tohto nástroja pozorovali v roku 1919 prvý krát na svete premenu jadra, a taktiež pomocou hmlovej komory boli objavené pozitróny v roku 1932.