Роберт Гук появился на свет 18 июля 1635 года на английском острове Уайт в семье священника местной церкви. Будучи сыном священника, Роберт тем не менее живо интересовался науками. Учился в Вестминстерской школе, где успешно изучал языки, математику, физику. После окончания школы в 1653 году он поступил в Оксфордский университет, где проявил блестящие способности к физике и химии. Впоследствии он стал ассистентом Р.Бойля.
В 1663 году учёный становится членом Лондонского королевского общества. С 1665 года работает профессором в Лондонском университете, а в 1677-1683 - секретарём Лондонского Королевского общества.
Роберт Гук был разносторонним учёным и изобретателем. В 1659 году он построил воздушный насос, в 1660 году совместно с Х.Гюйгенсом Гук установил точные температуры таяния льда и кипения воды. Помимо этого он сконструировал зеркальный телескоп, прибор для измерения силы ветра, машину для деления круга и т.д.
В 1660 году Гук сформулировал закон пропорциональности между силой, приложенной к упругому телу, и его деформацией (закон Гука). Он также дал общую картину движения планет.
Используя усовершенствованный им микроскоп, Гук наблюдал структуру растений и ввёл в научную терминологию понятие «клетка». Эти исследования он описал в своей научной работе «Микрография» в 1665 году. Помимо этого Гук совершил несколько открытий в области акустики, например, продемонстрировал, что высота звука определяется частотой колебаний.
Гук был также талантливым архитектором. По его проектам было построено несколько зданий, главным образом в Лондоне. Последним изобретением Гука был морской барометр.
3 марта 1703 года Роберт Гук, один из самых разносторонне одаренных людей своего времени, скончался в своей квартире в Лондоне.