Importanti sono i suoi contributi in campo biologico, fisico e ottico. La sua opera principale, Micrographia (1665), contiene i risultati delle osservazioni condotte con un microscopio di sua realizzazione e, pur senza essere il primo testo di quel genere, ebbe una notevolissima risonanza.
Hooke fu il primo ad utilizzare il termine "cellula" per descrivere quella struttura delle piante che, contemporaneamente, anche Malpighi aveva osservato.