В начале XVI века на смену средневековой алхимии приходит ятрохимия, то есть врачебная химия. Одним из ее основоположников был врач и естествоиспытатель фон Гогенгейм, известный в литературе под именем Парацельса. Его теория строилась на том, что все процессы, происходящие в живом организме, по сути, являются химической реакцией, а поэтому следует направить изыскания в разработку таких препаратов, которые могли бы правильно влиять на организм, контролировать и излечивать различные болезни. Но ятрохимики недалеко ушли от своих предшественников. Они по-прежнему основывались либо на элементах древних четырех стихий — огне, воздухе, воде и земле, либо на алхимических «сере» и «ртути», к которым была добавлена еще и «соль», воспринимая их в условном, философском значении, как символы определенных свойств металлов.

В 1661 году увидел свет трактат по химии под названием «Химик-скептик», в котором содержалась обоснованная критика учения о трех началах (сере, ртути, соли) и четырех стихиях. Трактат был издан анонимно, но имя автора вскоре стало широко известно. Труд этот принадлежал перу Роберта Бойля, одного из самых выдающихся ученых XVII столетия.

Роберт Бойль принадлежал к старинному аристократическому роду. Предки его занимали видное место в ряду привилегированной знати, а его отец, Ричард Бойль, носил титул графа Коркского и был близок ко двору Елизаветы Английской. Он был не только знатен, но и довольно богат. Семья графа была большой, а Роберт был четырнадцатым ребенком. Родился он в семейном поместье, в родовом замке Лисмор в Ирландии. Отец дал своему седьмому сыну возможность получить прекрасное образование. Начав обучение дома, Роберт продолжил его в привилегированном Итонском колледже. Он изучал естествознание и медицину, овладел несколькими языками, в том числе и древними, основательно ознакомился с вопросами религии. В дальнейшем в мировоззрении Роберта Бойля всегда были заметны религиозные тенденции, и ученый всю жизнь стремился примирить свои философские, естественнонаучные и религиозные взгляды.

Принадлежность к аристократическому роду не мешала Роберту в детстве водить компанию с детьми из простонародья и иметь среди них приятелей. Он даже пытался подражать одному из них, копируя его заикание. Это настолько вошло у него в привычку, что впоследствии ему пришлось лечиться от приобретенного в детстве «недуга», но, как он сам писал в автобиографии, лечение это было «столь же усердно, сколь и безуспешно».

Когда ему исполнилось 12 лет, отец отправил его вместе со старшим братом в Женеву, где Роберт смог продолжить образование. Затем он совершил путешествие по Европе, посетив кроме Швейцарии Францию и Италию. Во Флоренции он изучал работы и инструменты Галилея, а «Диалог о двух системах мира» Роберт Бойль читал в оригинале. Это было его первое приобщение к новым научным теориям.

В 1643 году умирает отец Роберта, и он возвращается в Ирландию. В то время в Англии шла гражданская война, которая слегка затронула и семейство Бойлей. При жизни отец, граф Коркский, принадлежал к роялистам, а на политические взгляды Роберта большое влияние оказала сестра, сделав его сторонником парламента.

Но Роберт Бойль был далек от политики и практически не участвовал в ней. Ему ближе были занятия наукой и философией. Получив значительное состояние, он обосновывается в своем поместье Стальбридже, где с увлечением отдается изучению вопросов философии и религии. Не была забыта и химия. Он читает много работ на латыни и французском языке и сам проводит некоторые химические опыты.

Современниками Бойля были англичане Томас Гоббс и Джон Локк, француз Рене Декарт, голландский мыслитель Бенедикт Спиноза. Огромное влияние на его мировоззрение оказал Фрэнсис Бэкон — родоначальник экспериментальной науки, соотечественник Бойля. В дальнейшем в работах Бойля встречается немало ссылок на мысли Бэкона о роли естествознания и организации научной работы. И, в первую очередь, о признании опыта как критерия истины. Развивая эту мысль, Бойль был твердо убежден, что справедливы лишь те теоретические представления, которые подтверждены наблюдениями и опытами. Он считал также, что наука должна приносить пользу производству, что совпадало со взглядами и интересами нарождавшейся английской буржуазии.

Живя в своем поместье, Бойль написал несколько эссе, посвященных вопросам морали. Считают, что прочтение одного из них побудило Джонатана Свифта написать свое знаменитое «Путешествие Гулливера».

В 1656 году Роберт Бойль переезжает в Оксфорд. Здесь он входит в круг ученых, проповедовавших и поддерживавших новые идеи в науке. Занимать такую позицию было не только не принято, но и опасно, поэтому ученым приходилось скрывать свою деятельность, особенно от реакционных служителей церкви. Для обсуждения новых идей, открытий и научных наблюдений группа ученых, и в их числе Роберт Бойль, собиралась в доме одного врача. Сложившийся таким образом кружок стал именоваться «невидимой коллегией». Спустя несколько лет члены «невидимой коллегии» собрались в Лондоне. И 28 ноября 1660 года они составили памятную записку об учреждении коллегии для развития физико-математических экспериментальных наук. Заявив о себе открыто, они стали собираться на еженедельные заседания для обсуждения научных вопросов. Заседания проходили в Лондоне и Оксфорде, и Бойль постоянно курсировал между этими двумя городами, принимая в работе коллегии самое активное участие. Вскоре научное сообщество получило столь широкую известность, что король Карл II указом от 15 июля 1662 года дал ему название Королевского общества и утвердил ряд привилегий, которые еще более расширил другим указом от 14 апреля 1663 года.

Работая в Оксфорде, где Бойль построил новую лабораторию, он пригласил для совместной работы в качестве помощника Роберта Гука. Бойль и Гук составили превосходный рабочий «дуэт», о чем сам Бойль не раз говорил как о необыкновенной удаче. Они работали над усовершенствованием конструкции воздушного насоса, изобретенного Отто Герике, что помогло Бойлю провести ряд физико-химических экспериментов, касающихся упругости воздуха. В них ученый сумел продемонстрировать целую серию физических закономерностей, описав их в книге, вышедшей в 1660 году. Этот труд был воспринят неодинаково ученым миром. Эксперименты Бойля подвергались критике. Для доказательства своей правоты Роберт Бойль провел дополнительные опыты. Физик-любитель Ричард Таунли повторил опыты Бойля и прислал ему их результаты. В отличие от Бойля, Таунли рассматривал опыты с газом в ином плане. Получив результаты Таунли, Бойль отозвался о них в высшей степени одобрительно: «Я не замедлю признать, что я не свел опыты, которые я проделал с измерением расширения воздуха, к какой-либо гипотезе. В то время как искусный джентльмен мистер Таунли попытался вывести то, что недоставало у меня. Мой помощник сказал мне, что проводил наблюдения с той же самой целью год назад, и они показали довольно хорошее согласие с теорией мистера Таунли», — писал Роберт Бойль. Во втором издании книги, в 1662 году, Бойль развивает свою (и Таунли) теорию и выводит закон, гласящий, что «упругость воздуха находится в обратном отношении к объему». Через 15 лет этот физический закон был переоткрыт французом Эдмом Мариоттом, совершенно независимо от Бойля. Поэтому он и носит название закона Бойля-Мариотта.

Годом раньше, в 1661 году, вышла самая знаменитая книга Бойля «Химик-скептик». В ней он доказывает, что химия должна стать самостоятельной наукой, а не заниматься попытками превращения неблагородных металлов в золото и поисками способов приготовления лекарств. В этой книге Бойль дал первое научное определение понятию элемента. Четкой идеи о том, что представляет собой элемент, у Бойля не было. Он представлял себе его в виде неких первочастиц, которые, соединяясь, образовывали корпускулу. (По сути, это понятие не было у Бойля конкретизировано, и через 100 лет Лавуазье на основе новых достижений науки развил понятие элемента, вложив в него конкретное содержание.) Книга «Химик-скептик» пользовалась громадным успехом, первый ее тираж был мгновенно распродан. Очень скоро появились и ее переводы на другие языки, в том числе и на латынь. Но, несмотря на огромную популярность, далеко не всеми учеными взгляды Бойля были восприняты, а учение о «четырех стихиях» и «трех началах» присутствовало в химии до конца XVIII века.

Оставаясь вне политики, не имея семьи, Бойль тратил все свои средства на науку. Некоторое время он исполнял обязанности президента Королевского общества и был одним из директоров Ост-Индской кампании.

В 1665 году Бойль получил степень почетного доктора физики Оксфордского университета. В 1680 году он был избран президентом Королевского общества, но от должности отказался.

Роберт Бойль полностью посвятил себя науке, отдавая все время экспериментам, которые всегда регистрировал — даже неудачные, считая, что плохой результат, это тоже результат. В своих исследованиях он широко применял качественные и количественные методы. В начале 70-х годов он провел ряд опытов по обжиганию металлов в запаянных сосудах. Регистрируя привес после обжига, он сделал ошибочный вывод, что «корпускулы огня проникают сквозь стекло и поглощаются металлом», что и дает разницу в весе. В 1680 году независимо от других химиков Бойль получил фосфор, исследовав который он указал цвет, запах, плотность химического элемента, а также его способность светиться и отношение к растворителям. В 1684–1685 годах Бойль провел ряд экспериментов для выявления состава минеральных вод. В опытах он использовал отвар чернильных орешков для открытия железа, аммиак для открытия меди, растительные краски для установления кислой или щелочной реакции, отмечал вкус вод и их плотность.

Другая сторона деятельности Роберта Бойля — религиозная. В юности, поддаваясь разным искушениям, он даже думал о самоубийстве, от которого его удержали страх и мысль о том, что душа грешника попадет в ад. «Демон воспользовался моей меланхолией, наполнил душу ужасом и внушил сомнения в основных истинах религии», — писал позже Бойль. Чтобы рассеять сомнения, Бойль занялся чтением Библии, и, желая прочесть ее в подлиннике, он взялся за изучение еврейского и греческого языков. В дальнейшем Бойль стал ревностным христианином и замечательным религиозным писателем. Даже в научных трудах Бойль стремился доказать величие и мудрость Творца. Теория корпускуляризма имела весьма характерную для Бойля особенность — он считал корпускулы мельчайшими «инструментами», «орудиями», благодаря которым видимый нами мир представляет собой нечто вроде «гигантских часов», приводимых в движение Богом.

Как человек глубоко религиозный, Бойль стремился сделать многое для распространения христианства. На собственные средства он перевел Библию на ирландский и турецкий языки, завещал проводить религиозные ежегодные чтения, оставив на это капитал.

Последние годы Роберт Бойль прожил в Лондоне, где и скончался 31 декабря 1691 года.