Boyle estudió en el Colegio Eton desde 1835 al 1639. Estudió el trabajo de Galileo mientras estuvo viajando por Europa durante 5 años, este viaje lo comenzó el año 1639 cuando tenía sólo 12 años de edad. Después de este viaje estuvo la mayor parte de su tiempo en Suiza, regresó a Dorset en Inglaterra cuando comenzó su trabajo de experimentos científicos y escribió ensayos de moral.

Desde 1656 vivió en Oxford donde colaboró con Hooke. Realizó importantes contribuciones a la Física y la Química y es más conocido por Las leyes de Boyle en donde describe el gas ideal. Las leyes de Boyle aparecen en el apéndice de su trabajo escrito del 1661 Nuevos experimentos de Fisiomecánica.

Se le denominó como el "Padre de la Química moderna". Fue el primero en emplear el término "Análisis Químico" en su actual significado. Es famosa su ley:

"A temperaturas iguales, los volúmenes de los gases están en razón inversa a la presión".

En su libro Sceptical Chymist (1661) Boyle contradecía los puntos de vista de Aristóteles acerca de los cuatro elementos, tierra, aire, fuego y agua. Decía que la materia estaba compuesta de corpúsculos los cuales eran diferentemente construidos sobre diferentes configuraciones de partículas primarias.

Boyle pertenecía a la Real Sociedad. Publicó resultados de propiedades de la Física del aire a la sociedad. Su trabajo en Química fue designado como una ciencia matemática basada en una teoría mecánica de la materia. Boyle influenció a Newton y más tarde a muchos otros científicos.