不隻是電子，其他隻要是能夠遊離氣體的任何一種運動粒子，都可以在霧室裏留下一道痕跡。利用這個原理，人們就能夠看見了那些小得無法直接攝影的粒子。不隻是這些線路，就是那些高速粒子發生碰撞使路徑突然改變的情形，也可通過攝影得知。這種霧室是研究a粒子的一種非常有用的工具。後來發現的正電子和介子，也是通過拍攝它行經霧室的線路而得知其線索的。
康普頓效應的理論發表後不久，威爾遜又進行了一係列的雲跡觀察，從實驗上證實了這個理論，從而為愛因斯坦的光子學說提供了實驗依據。鑒於他在物理上的卓越貢獻，1927年，他和美國的阿瑟·荷裏·康普頓共同榮獲了諾貝爾物理學獎金。
威爾遜還對空氣電導率進行過深入的研究。1900年，他在使用絕緣良好的驗電器進行實驗時，發現無論是在日光下或是在黑暗中，也無論是對正電荷或是負電荷進行試驗時，總是有殘留漏電的現象。這是什麼原因？威爾遜闡述說：“目前進行的實驗，隻是為了試驗無塵空氣中離子的產生，是否由於大氣外某種輻射源的輻射所致？這種射線也許類似倫琴射線或陰極射線，但它具有非常巨大的穿透本領。”這一創造性的假設，終於在1915年為維克托·赫斯所驗證。赫斯把一個驗電器安裝在氣球上，從而發現了空氣的電導率在起初下降之後便隨高度而增加，赫斯據此提出了存在“宇宙輻射”的假設。
威爾遜的一生除了榮獲諾貝爾獎金外，還獲得過許多其他榮譽，譬如，1900年，他被選為英國皇家學會的會員；1911年被授予休斯勳章；1922年被授予皇室勳章；1935年被授予柯普萊勳章。1937年，又被英國女王授予勳爵，並在阿伯丁、格拉斯哥、曼徹斯特、利物浦、倫敦和劍橋享有榮譽學位。
威爾遜雖然貢獻頗多，但為人非常和藹可親，平易近人，從不以學者權威自居。他特別喜歡接近青年，尤其是那些事業心不強的學生。他同他們聊天，參加他們的活動，利用一切可以利用的機會來啟發他們思考，鼓勵他們上進。所以在漫長的教書生涯裏，他一直得到學生們的衷心愛戴。他這種循循善誘的教學方法，是值得我們所有人去學習的。
馮子鹹說過：“為學須剛與恒，不剛則隋隳，不恒則退。”我們既然選擇了前進，就要有“剛”和“恒”的意誌，不斷地向前，不斷地奮進。