Початкове виховання і навчання одержав вдома і в колегії в Ітон, а на дванадцятому році життя був відправлений батьком до Женеви, де вчився декілька років під керівництвом одного француза, а пізніше завершив своє навчання мандруванням Італією і Францією.
Повернувшись до Ірландії, Бойль після смерті батька одержав значний спадок і поселився у своєму помісттіпомісті СталльбріджіСталльбриджі, займаючись спочатку переважно філософією і релігією. В 1654 р. переселився до Оксфорда, де став більш надавати перевагу заняттям фізикою і хімією, одержав степіньступінь почесного доктора фізики Оксфордського університету (1665), і брав участь в заснуванні Товариства наук, яке пізніше в 1668 році перемістилося до Лондона, а пізніше під назвою Лондонського королівського товариства одержало велику славу. Роберт не був одружений. З посад, які йому доводилося обіймати, одна з найважливіших була виконувати обов'язки президента Лондонського королівського товариства, і багато років був він одним з директорів Ост-Індської компанії. Весь свій спадок і всі свої сили він витрачав на вивчення природи і на поширення релігійних християнських понять. Похований ву Лондоні у Вестмінстерському абатстві.
