Hamilton legismertebb a nagyenergiájú asztrofizika területén végzett munkáiról, különösen a fekete lyukakról, az aktív galaktikus atommagokról és a kvazárokról szóló tanulmányairól. Csillagászattörténeti munkásságáról és népszerű tudományos írásairól is ismert. Több mint 100 tudományos közleményt és több népszerű tudományos könyvet publikált, köztük a *The Great Cookoff:How Fusion Shapes the Universe* és az *Utazás az Univerzumon keresztül*.
Hamilton a skóciai Glasgow-ban született 1953-ban. B.Sc. fokozatot szerzett. 1975-ben szerzett fizikából diplomát a Glasgow-i Egyetemen. 1977-ben M.Sc. fokozatot szerzett. asztrofizikából az Oxfordi Egyetemen. 1980-ban Ph.D fokozatot kapott. asztrofizikából a Cambridge-i Egyetemen.
Hamilton számos kutatói és oktatói pozíciót töltött be a Cambridge-i Egyetemen, a Waterloo Egyetemen és a Victoria Egyetemen. 1997-ben kutatóként csatlakozott a Kanadai Nemzeti Kutatási Tanácshoz. 2002-ben a Herzberg Asztrofizikai Intézet igazgatóhelyettesévé nevezték ki.
Hamilton tagja a Kanadai Királyi Csillagászati Társaságnak, az Amerikai Csillagászati Társaságnak és a Nemzetközi Csillagászati Uniónak. Tagja a Canadian Institute for Advanced Research-nek is. 2011-ben a Kanadai Királyi Csillagászati Társaság Herzberg-éremmel tüntette ki.