O inglês foi pioneiro na descrição do núcleo das células vegetais e também estudou medicina. Na Universidade de Edimburgo, concluiu o curso de ciência natural.
Em 1800, a convite do naturalista britânico Sir Joseph Banks, passou a participar de expedições às costas australianas.
Em 1805, quando retornou, trouxe mais de 4000 espécies de plantas da Austrália. Suas contribuições científicas mais importantes estiveram relacionadas ao movimento das partículas que só podem ser observadas pelo microscópio.
Foi quem também distinguiu a gimnosperma do angiosperma, bem como protagonizou as descobertas dos núcleos das células vegetais.
Foi Robert Brown quem iniciou os vários estudos microscópicos para entender o funcionamento do fóssil vegetal.
Dentre as obras principais, Produmus Florae Novae Holandiae et Insulae van Damien. Essas duas publicações contribuíram decisivamente que fossem adotados sistemas classificatórios na botânica.
O francês Antoine Laurent de Jussieu e o botânico sueco Carolus Linnaeus também utilizaram tais estudos como referencia.
Robert Brown morreu em Londres.