Родители Роберта Бойля полагали, что воспитание и образование дети должны получать вне семьи. Поэтому в 1635 г., в возрасте 8 лет, маленький Роберт вместе с одним из братьев был отправлен для получения образования в Англию. Они поступили в модный Итонский колледж, в котором обучались дети знатных вельмож. Образование Роберта продолжается дома под наблюдением одного из священников отца.
        В 1638 г. Роберт Бойль вместе со своим наставником отправляется в путешествие по странам Европы, продолжает своё образование во Флоренции и в Женевской академии (1639-1644). В Женеве он усиленно изучает математику, французский и латинский языки, риторику и богословие.
        В начале 1642 г. Бойль посетил Флоренцию, город, в котором жил и творил великий Галилео Галилей (1564-1642) .
         В 1644 г. после смерти отца Роберт Бойль вернулся в Англию и поселился в своем имении Стелбридж, в котором почти безвыездно прожил 10 лет, занимаясь исследованиями в области естественных наук, уделяя, вместе с тем, много времени религиозным и философским вопросам. Надо отметить, что теологией Роберт Бойль занимался всю свою жизнь, причём очень серьёзно и увлечённо. Он даже создал специальный фонд для организации ежегодных Бойлевских чтений по теологии, которые продолжались после его смерти на протяжении ещё двух веков.
       Единственным, но очень плодотворным контактом с миром науки у Бойля в это время было его активное участие в деятельности научного общества "Invisible College" ("Невидимый колледж"). К этому периоду времени относятся работы Бойля по химии. Научная деятельность Роберта Бойля, как в химии, так и в физике, была основана на экспериментальном методе. Бойль указывал на определяющую роль эксперимента в науке и настаивал на необходимости точных измерений. В 1654 г. Р. Бойль в результате изучения превращения солей, кислот и щелочей ввёл в науку понятие химического анализа состава тел именно в том смысле, в каком мы понимаем это сегодня, поэтому его часто называют "отцом современной химии".
    В 1660 г. печатается первая научная работа Бойля "New Experiments Physico-Mechanicall, Touching the Spring of the Air and its Effects" ("Новые физико-механические опыты, касающиеся упругости воздуха и его воздействий"). В ней описывается целый ряд блестящих экспериментов, в которых он, использовав созданный им и Р. Гуком вакуумный насос.
           В 1661 г. Бойль формулирует понятие о "первичных корпускулах" как элементах и "вторичных корпускулах" как сложных телах. Свою корпускулярную теорию Р. Бойль обосновывает в книге - "Химик-скептик" (Лондон, 1661). Полное название книги Р.Бойля на английском языке выглядит следующим образом: "The Sceptical Chymist: or Chymico-physical Doubts and Paradoxes, touching the Spagyrists Principles commonly call'd Hypostatical, as they are wont to be propos'd and defended by the Genetaliry of Alchymists. London, 1661".
      В 1662 г. вышло второе издание книги "Новые физико-механические опыты, касающиеся упругости воздуха и его воздействий", в котором Бойлем был впервые сформулирован закон изменения объёма газов (в частности, воздуха) с изменением давления, позднее получившем имя закона Бойля-Мариотта.
      Роберт Бойль был инициатором создания проблемных научных коллективов, которые в наше время именуются "исследовательскими группами". Фактически была создана самая первая в мире Академия наук, а в 1662 г. это общество указом короля Карла II было преобразовано в Лондонское Королевское общество с правом ежегодного финансирования от королевского казначейства. Первым президентом общества с 1662 г. по 1677 г. был Уильям Висконт Броункер.
      В 1668 г. Бойль получил степень почетного доктора физики Оксфордского университета и в том же году переехал в Лондон, где поселился вместе со своей сестрой (Lady Ranelagh) и продолжал свою научную деятельность.
        Роберт Бойль, англо-ирландский физик, химик и теолог, "отец современной химии", один из основателей лондонского Королевского Общества, умер в Лондоне 30 декабря 1691 г., оставив будущим поколениям богатое научное наследие. Бойлем было написано множество книг, некоторые из них вышли в свет уже после смерти ученого, так как часть рукописей была найдена позднее в архивах Лондонского Королевского общества.
       Он был похоронен в Церкви Saint-Martin-in-the-Fields рядом с сестрой. Позже церковь была уничтожена, и, к сожалению, не сохранилось каких-либо записей или свидетельств о том, куда были перемещены его останки.
      Основными достижениями Роберта Бойля были: открытие закона изменения объёмов газов, изобретение вакуумного насоса (насос Бойля), открытие цветных колец в тонких слоях, названных впоследствии ньютоновскими. Он исследовал упругость твердых тел, поведение воды при затвердевании, высказал мысль о сложности белого света, о возможности электризации через влияние, теплоту рассматривал как движение молекул, был сторонником атомистической гипотезы, считая, что все тела состоят из более мелких, совершенно одинаковых частиц. Он также впервые дал объяснение различиям в агрегатном состоянии тел.