Hamilton je najpoznatiji po svom radu na polju astrofizike visokih energija, posebno proučavanju crnih rupa, aktivnih galaktičkih jezgri i kvazara. Također je poznat po svom radu u povijesti astronomije i popularnoznanstvenim spisima. Objavio je preko 100 znanstvenih radova i nekoliko popularno-znanstvenih knjiga, uključujući *The Great Cosmic Cookoff:How Fusion Shapes the Universe* i *Journey Through the Universe*.
Hamilton je rođen u Glasgowu u Škotskoj 1953. godine. diplomirao fiziku na Sveučilištu u Glasgowu 1975. Godine 1977. stekao je titulu magistra znanosti. doktorirao astrofiziku na Sveučilištu u Oxfordu. Godine 1980. stekao je doktorat znanosti. doktorirao astrofiziku na Sveučilištu Cambridge.
Hamilton je bio na nizu istraživačkih i nastavničkih pozicija na Sveučilištu Cambridge, Sveučilištu Waterloo i Sveučilištu Victoria. Godine 1997. pridružio se Nacionalnom istraživačkom vijeću Kanade kao znanstvenik-istraživač. Godine 2002. imenovan je zamjenikom ravnatelja Instituta za astrofiziku Herzberg.
Hamilton je član Kraljevskog astronomskog društva Kanade, Američkog astronomskog društva i Međunarodne astronomske unije. Također je član Kanadskog instituta za napredna istraživanja. Kanadsko Kraljevsko astronomsko društvo dodijelilo mu je 2011. Herzbergovu medalju.