Ha descibió unas 1.200 especies nuevas para la ciencia provenientes de Australia occidental. Robert Brown fue el descubridor del núcleo celular en los organismos eucariotas. En 1827, examinando granos de polen, esporas de musgos, y Equisetum suspendidos en agua, al microscopio, Brown observó diminutas partículas con vacuolas en los granos de polen ejecutando un continuo movimiento aleatorio. Luego lo corrobora al mismo movimiento en partículas de polvo, anulando su anterior hipótesis que el movimiento se debía a que el polen tenía vida. Él mismo no pudo dar una teoría explicatoria de ese movimiento (denominado más tarde movimiento browniano en su honor); y Jan Ingenhousz lo hizo usando partículas de carbón en publicaciones alemanas y francesas de 1784 y 1785.