Robert Hooke đã có những đóng góp trong nhiều lĩnh vực khoa học, nhưng đóng góp chính của ông là trong lĩnh vực sinh học. Hooke đã xuất bản một cuốn sách có tên "Micrographia", trong đó ông trình bày chi tiết các quan sát và thí nghiệm với kính hiển vi ánh sáng.
Robert Hooke chủ yếu sống và làm việc trong thế kỷ 17. Ông đã phát triển một kính hiển vi phức hợp và nguồn sáng bổ sung nằm trong số những nguồn sáng tốt nhất trong thời đại của mình. Ông đã sử dụng mảng này để quan sát chi tiết côn trùng, bọt biển và lông vũ.
Hooke cũng sử dụng kính hiển vi của mình để nghiên cứu các lát mỏng của nút chai. Anh quan sát thấy nút chai bao gồm các phần nhỏ giống như cái hộp khiến anh liên tưởng đến các phòng giam trong một tu viện. Do những quan sát này, ông đã đặt ra thuật ngữ "tế bào" cho các đơn vị chức năng cấu tạo nên các sinh vật sống. Khi Antony van Leeuwenhoek báo cáo việc phát hiện ra vi khuẩn và động vật nguyên sinh mà ông gọi là "động vật nhỏ", Hooke được yêu cầu xác nhận quan sát.
Robert Hooke cũng phát hiện ra định luật co giãn Hooke, được đặt theo tên của ông. Định luật Hooke phát biểu rằng lực cần thiết để nén hoặc kéo lò xo một khoảng cho trước tỷ lệ với khoảng cách đó. Định luật Hooke cũng có thể áp dụng trong các trường hợp khác, chẳng hạn như dây đàn guitar bị gảy hoặc lực gió trên các tòa nhà cao tầng.
