Kemija:
* Boylov zakon: Ta temeljni zakon o plinih pravi, da je prostornina plina obratno sorazmerna z njegovim tlakom, ko je temperatura konstantna.
* Elementi in spojine: Boyle je bil močan zagovornik ideje, da je snov sestavljena iz elementov, ki so snovi, ki jih ni mogoče razgraditi na enostavnejše snovi. Spoznal je tudi obstoj spojin, ki nastanejo s kombinacijo elementov.
* Kemične reakcije: Preučeval je različne kemijske reakcije, vključno z gorenjem ter reakcijami kislin in baz. Razvil je tudi metode za merjenje prostornine plinov, ki nastanejo v kemijskih reakcijah.
* Skepticizem do alkimije: Čeprav se je Boyle zanimal za alkimijo, je bil tudi zelo skeptičen do mnogih njenih trditev. Trdil je, da mora alkimija temeljiti na empiričnem opazovanju in eksperimentiranju, ne pa na mističnih ali magičnih načelih.
Fizika:
* Vakuum: Boyle je izvedel poskuse, da bi raziskal naravo vakuuma. Z zračno črpalko je ustvaril delni vakuum in dokazal, da je zrak potreben za potovanje zvoka in za preživetje živali.
* Narava snovi: Boyle je trdil, da je snov sestavljena iz drobnih delcev, imenovanih korpuskule, ki so v stalnem gibanju. Ta ideja je postavila temelje za sodobno atomsko teorijo.
* Eksperimentalni pristop k znanosti: Boyle je poudaril pomen eksperimentalnih dokazov v znanosti. Verjel je, da je treba teorije strogo testirati z eksperimenti in da je treba sprejeti samo tiste teorije, ki so podprte z dokazi.
Drugi prispevki:
* Skeptični kemik: Ta vplivna knjiga, izdana leta 1661, je izpodbijala tradicionalne alkimistične poglede na snov in se zavzemala za bolj znanstveni pristop h kemiji.
* Kraljeva družba: Boyle je bil ustanovni član Londonske kraljeve družbe, prestižne znanstvene organizacije, ki je spodbujala znanstveno raziskovanje in sodelovanje.
Na splošno so bile ideje Roberta Boyla v svojem času prelomne in so postavile temelje mnogim znanstvenim načelom, ki jih danes jemljemo za samoumevne. Upravičeno velja za enega od pionirjev sodobne znanosti.