Carieră științifică
Boyle a petrecut o mare parte din 1652–54 în Irlanda supravegherea terenurilor sale ereditare și a efectuat și câteva disecții anatomice . În 1654 a fost invitat la Oxford și a locuit la universitate din c. 1656 până în 1668. La Oxford a fost expus la ultimele evoluții în filozofia naturală și s-a asociat cu un grup de filosofi și medici naturali notabili, printre care John Wilkins, Christopher Wren și John Locke. Acești indivizi, împreună cu alți câțiva, au format „Experimental Philosophy Club”, care uneori se reunea în locuințele lui Boyle. O mare parte din cele mai cunoscute lucrări ale lui Boyle datează din această perioadă. În 1659, el și Robert Hooke, inventatorul inteligent și curatorul ulterior de experimente pentru Societatea Regală, au finalizat construcția faimoasei lor pompe de aer și au folosit-o pentru a studia pneumatica. Descoperirile lor rezultate în ceea ce privește presiunea aerului și vidul au apărut în prima publicație științifică a lui Boyle, New Experiments Physico-Mechanicall, Touching the Spring of the Air și efectele sale (1660). Boyle și Hooke au descoperit mai multe caracteristici fizice ale aerului, inclusiv rolul său în arderea, respirația și transmiterea sunetului. Una dintre descoperirile lor, publicată în 1662, a devenit ulterior cunoscută sub numele de „legea lui Boyle”. Această lege exprimă relația inversă care există între presiunea și volumul unui gaz și a fost determinată prin măsurarea volumului ocupat de o cantitate constantă de aer atunci când este comprimat de diferite greutăți de mercur. Alți filozofi naturali, inclusiv Henry Power și Richard Towneley, au raportat simultan descoperiri similare despre aer.
Opera științifică a lui Boyle se caracterizează prin dependența sa de experiment și observație și reticența sa de a formula teorii generalizate . El a susținut o „filozofie mecanică” care vedea universul ca o mașină sau un ceas imens în care toate fenomenele naturale erau răspunzătoare doar prin mișcarea mecanică a ceasului. Contribuțiile sale la chimie se bazau pe o „ipoteză corpusculară” mecanică – o marcă de atomism care a susținut că totul era compus din particule minuscule (dar nu indivizibile) dintr-o singură materie universală și că aceste particule erau diferențiate doar prin forma și mișcarea lor. Printre cele mai influente scrieri ale sale s-a numit Chimistul sceptic (1661), care a asaltat noțiunile aristotelice actuale și mai ales paracelsiene despre compoziția materiei și metodele de analiză chimică, și Origine of Formes and Qualities (1666), care a folosit fenomene chimice pentru a susține ipoteza corpusculară. Boyle a menținut, de asemenea, o căutare pe tot parcursul vieții a alchimiei transmutaționale, încercând să descopere secretul transmutării metalelor de bază în aur și să contacteze indivizi despre care se crede că posedă secrete alchimice. În ansamblu, Boyle a susținut atât de puternic necesitatea aplicării principiilor și metodelor chimiei la studiul lumii naturale și la medicină încât a câștigat ulterior denumirea de „părintele chimiei”.