雲室是一種用來觀察微觀粒子運動軌跡的儀器，它的工作原理基於氣體中的離子作為凝結核心。在雲室中，首先加入適量的酒精或其他液體，使其充滿飽和蒸氣。然後通過活塞迅速向下移動，使室內氣體迅速膨脹並降低溫度，從而使酒精蒸氣達到過飽和狀態。當帶電粒子通過雲室時，會電離氣體分子，這些離子成為過飽和蒸氣的凝結中心，觸發蒸氣凝結成微小的液滴，形成一條霧帶，這就是粒子運動的徑跡。通過適當的照明，可以觀察到這些徑跡，有時甚至可以用照相機拍攝下來。
雲室的下底是一個可上下移動的活塞，上蓋通常是透明的，以便觀察和拍攝粒子徑跡。室內通常放置一小塊放射性物質，以便產生粒子。雲室能夠顯示粒子種類和性質，通過觀察徑跡的長短、濃淡以及在磁場中彎曲的情況來實現。