Après sa thèse de doctorat, Enumeratio ac descriptio hygrometrorum (1830), BunsenRobert Bunsen est nommé privat dozent à Göttingen (1833), puis il succède à Wöhler à l'école polytechnique de Kassel (1836). En 1838, il est professeur extraordinaire à Warburg, puis professeur en titre (1842) ; dix ans plus tard, il succède à Léopold Gmelin à Heidelberg, où il a séjourné jusqu'à sa mort. C'est en 1851 qu'il fait la connaissance de Gustav Kirchhoff avec lequel il a réalisé plusieurs travaux. La plupart des grands chimistes et physiciens de la fin du xixe siècle (D. I. Mendeleïev, Lothar Meyer) deviendront leurs élèves.

Bunsen s'est surtout occupé de chimie minérale, mais il s'intéressait tout aussi bien à la physique, à la géologie, à la minéralogie qu'aux applications techniques de la science. Ses premiers travaux portent sur l'étude de la série cacodylique ; il y perdit un œil à la suite d'une explosion pendant la distillation du cyanure de cacodyle. Il se consacra alors à l'étude des gaz en développant de nouvelles méthodes de détermination des masses spécifiques, fondées sur des mesures de diffusion et d'absorption ; il a même suggéré des techniques de recyclage des gaz de combustion s'échappant des cheminées.

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