Камера Вильсона не может напрямую регистрировать незаряженные частицы, такие как фотоны или нейтроны, потому что они не оставляют ионизационного следа в пересыщенном паре. Однако, если незаряженная частица взаимодействует с веществом камеры и порождает заряженные частицы (например, гамма-квант, вызывающий фотоэффект или комптоновское рассеяние), то эти вторичные заряженные частицы могут быть зарегистрированы.
Основное назначение камеры Вильсона — это регистрация траекторий заряженных частиц. По виду трека (толщина, кривизна, длина) можно судить о заряде, энергии, импульсе и типе частицы.