Chemie:
* Boylův zákon: Tento základní zákon plynů říká, že objem plynu je nepřímo úměrný jeho tlaku, když je teplota udržována konstantní.
* Prvky a sloučeniny: Boyle byl silným zastáncem myšlenky, že hmota se skládá z prvků, což jsou látky, které nelze rozložit na jednodušší látky. Rozpoznal také existenci sloučenin, které vznikají spojením prvků.
* Chemické reakce: Studoval různé chemické reakce, včetně spalování a reakcí kyselin a zásad. Vyvinul také metody pro měření objemů plynů produkovaných při chemických reakcích.
* Skepse vůči alchymii: Zatímco Boyle se zajímal o alchymii, byl také velmi skeptický k mnoha jejím tvrzením. Tvrdil, že alchymie by měla být založena na empirickém pozorování a experimentování, spíše než na mystických nebo magických principech.
Fyzika:
* Vakuum: Boyle provedl experimenty, aby prozkoumal povahu vakua. Použil vzduchovou pumpu k vytvoření částečného vakua a ukázal, že vzduch je nezbytný pro šíření zvuku a pro přežití zvířat.
* Povaha hmoty: Boyle tvrdil, že hmota se skládá z malých částic zvaných tělíska, které jsou v neustálém pohybu. Tato myšlenka položila základ pro moderní atomovou teorii.
* Experimentální přístup k vědě: Boyle zdůraznil důležitost experimentálních důkazů ve vědě. Věřil, že teorie by měly být přísně testovány prostřednictvím experimentů a že by měly být přijímány pouze ty teorie, které jsou podepřeny důkazy.
Další příspěvky:
* Skeptický chymista: Tato vlivná kniha, vydaná v roce 1661, zpochybnila tradiční alchymistické pohledy na hmotu a zastávala se vědečtějšího přístupu k chemii.
* Královská společnost: Boyle byl zakládajícím členem Royal Society of London, prestižní vědecké organizace, která podporovala vědecké bádání a spolupráci.
Celkově byly myšlenky Roberta Boylea ve své době průlomové a položily základ mnoha vědeckým principům, které dnes považujeme za samozřejmé. Je právem považován za jednoho z průkopníků moderní vědy.