在观察粒子穿过云室和气泡室的径迹时，只要有粒子进入室内，不论是不是人们所要寻找的粒子，均一视同仁，统统地记录下来。这样，在分析研究工作中，还需要进行逐一筛选，搜索所需要的事例，这无疑给研究工作增添了不少麻烦，加大了工作量。为了克服这一缺点，科学家们又发明了火花室。作为一种射线探测仪器，同云室和气泡室相比，火花室最突出的优点是具有良好的选择性能。只有当人们所需要探寻的粒子进入火花室内时，火花室才启动照明和摄像装置，记录下这个粒子的径迹，供人们分析研究。
早期的火花室是由一组平行放置的薄金属板构成的，相邻两板的间隙很小，一般只有几毫米。平行板交替与地线和高压线相接。火花室内充入惰性气体氖和10％的氦气，同时还加入少量的酒精蒸气。
当外来的带电粒子进入火花室金属板之间的缝隙时，与室内分子相接，使气体分子电离。这时，沿着离子停留的地方发生火花放电，将这个火花记录下来，就等于观察到了那个外来的粒子。
后来为了便于准确地判断火花发生的位置，人们对原来的装置进行了改进。将原来的金属板换成了多条平行的金属丝。一个高精度的火花室由一组一组相互交错垂5直的平行金属丝构成的，火花室内安装的金属丝多达10万～20万根。
火花室的长度约45米，大型的可达7米左右。外形多种多样，有圆柱形的，也有方形的。
火花室加入的脉冲式高压达10000伏，脉冲的间隔只有02秒。带电粒子只要在脉冲电压存在的瞬间进入火花室，就会有火花产生。火花的位置由两个坐标准确定位，而坐标又由纵横交替的金属丝标定的。这样，就能够更精确地研究粒子的行为，确定粒子的位置。
火花室探测的结果可以有多种记录方法。比较早的采用立体照相的方法。粒子穿行过的地方，产生火花放电，利用这种记录手段，可将粒子的行为在照片上生动地记录下来。
这种记录方法有其困难的一面。要想从拍摄到的复杂的照片上提取所需要的各种数据，可并不是一件容易的事情。
为了克服这一难点，人们采用了各种收集数据的有效方法。
例如，利用先进的光导摄像管，利用光子成像技术，将光信号转变为电信号，再进行处理。也可以利用火花室内金属丝中的电流触发磁芯，从中获取一些重要的信息，再把这些信息输入到计算机中进行处理，以得到人们所需要的各种资料和数据。
火花室的建造要比气泡室简单得多，造价也比较便宜。
火花室的规模可大可小，使用起来方便、灵活。因此颇受欢迎，被广泛应用于高能物理、核物理、宇宙线探测等各个领域的实验研究方面。自从1959年开始应用以来，曾取得了不少有价值的成果，其中对中微子的探测就是最为突出的范例。
中微子不带电，个头儿又小，具有极强的穿透本领。因此捕捉中微子的行踪是一种非常困难的事情。大型火花室为这方面的研究工作做出了重大的贡献。自然界中存在有几种类型的中微子，而其中电子型的中微子与μ子型中微子的区分，是人们利用火花室做出的一项重大发现，显示出这种装置的巨大威力。