Byl vynálezcem anemometru, teploměru, univerzálního kloubu, vodováhy, hodinového nepokoje, irisové clony, zaměřovacího kříže u dalekohledů, kromě toho se zajímal o astronomii, zkonstruoval zrcadlový dalekohled, helioskop určený k pozorování Slunce, objevil červenou skvrnu na Jupiteru a z jejího pozorování usoudil, že se otáčí. I když přispěl k formulaci Newtonova gravitačního zákona, tak jeho vztah s Newtonem byl odměřený. Některá Hookeova prvenství jsou někdy připisována Newtonovi nebo jsou po Newtonovi pojmenována. Vzhledem k tomu, že se přátelil s Christopherem Wrenem, tak se věnoval i architektuře. Po velkém požáru Londýna v roce 1666 vypracoval velké množství plánů na obnovení města.