板塊構(gòu)造論認(rèn)為，地球的堅(jiān)硬外層（包括地殼和上地幔的一部分），即巖石圈，是破碎成許多板塊的，這些板塊在較軟的軟流圈上各自運(yùn)動。威爾遜指出，夏威夷群島的形成就和板塊運(yùn)動有關(guān)，當(dāng)涵蓋了太平洋大部分面積的太平洋板塊以緩慢速度向西北方漂過一個(gè)位置固定的熱點(diǎn)時(shí)，這個(gè)熱點(diǎn)便形成一系列火山，突出水面的部分就是夏威夷群島。他還提出了轉(zhuǎn)換斷層的概念，這是指兩個(gè)板塊彼此之間發(fā)生水平運(yùn)動時(shí)形成的斷層（如圣安德烈斯斷層），轉(zhuǎn)換斷層可以構(gòu)成三種主要板塊邊界之一的轉(zhuǎn)換邊界。1973年，他還提出了威爾遜旋回的假說，這是指海底周期性地?cái)U(kuò)張和消減的過程。后來這個(gè)概念被進(jìn)一步擴(kuò)充為超大陸旋回假說）。

為了紀(jì)念威爾遜，加拿大一座年輕的海底火山即用他的名字命名為圖佐·威爾遜海山。這是一個(gè)熱點(diǎn)火山，其地理坐標(biāo)為51°24u2032N 130°54u2032W / 51.4°N 130.9°W / 51.4; -130.9。

威爾遜生于一個(gè)移民到加拿大安大略省渥太華的蘇格蘭家庭。他是加拿大第一個(gè)修過地球物理學(xué)大學(xué)課程的大學(xué)生。1930年，他畢業(yè)于多倫多大學(xué)的三一學(xué)院。之后，他在劍橋大學(xué)圣約翰學(xué)院獲得了幾個(gè)其他的相關(guān)學(xué)位。再之后幾年的學(xué)術(shù)研究生涯使他在1936年于普林斯頓大學(xué)獲得地質(zhì)學(xué)哲學(xué)博士學(xué)位。之后，威爾遜進(jìn)入加拿大陸軍，并在第二次世界大戰(zhàn)期間一直服役。最后他以陸軍上校軍銜退伍。

1969年，威爾遜獲頒加拿大勛章中的官佐勛章，并在1974年獲頒同伴勛章。1978年他被倫敦地質(zhì)學(xué)會授予沃拉斯頓獎(jiǎng)。他是加拿大王家學(xué)會和英國王家學(xué)會的會員。他還是多倫多大學(xué)厄林代爾學(xué)院院長和電視系列片《人類行星》的主持人。

他還是安大略科學(xué)中心主任（1974年－1985年）。為了紀(jì)念他和板塊構(gòu)造論，在該中心外面的地上有一個(gè)巨大的“不動的”箭頭，指示了自威爾遜出生以來北美大陸的漂移量。