Robert Bünsen naît à Göttingen en Allemagne, le 30 mars 1811. Son père est professeur et responsable de la bibliothèque de l’Université. Il étudie la chimie puis, à partir de 1830, il voyage en Europe pour rencontrer les grands chimistes de son temps.
En 1834, il obtient un poste de professeur à Göttingen et découvre un antidote à l’arsenic, l’oxyde de fer hydraté. Bünsen consacre une grande partie de sa carrière à l’enseignement : il occupera en particulier la chaire de chimie de l’Université de Heidelberg de 1852 à 1889.
En 1841, il perfectionne la pile de Grove en changeant l’électrode. Il prépare par électrolyse des métaux comme l’aluminium, le baryum, le chrome, le lithium… Il s’intéresse aux mécanismes des geysers en participant à une expédition scientifique avec des géologues.
À partir de 1860, il travaille sur la spectroscopie avec Gustav Kirchhoff, parvenant à étaler les différentes longueurs d'onde de la lumière et à repérer les bandes d'absorption. Il prend sa retraite en 1889 et meurt dix ans plus tard à Heidelberg.
L’œuvre de Bünsen concerne surtout la chimie. Il invente le calorimètre à glace, qui permet d'évaluer la chaleur des métaux et donc leur masse atomique en mesurant le volume de glace qui a fondu à l’intérieur du dispositif.
Bünsen améliore les piles : on lui doit la pile Bünsen qui consiste en une anode de zinc dans de l’acide sulfurique et une cathode de carbone dans de l’acide nitrique. Bünsen utilisait cette pile pour extraire des métaux, par électrolyse.
Son nom a été donné à un appareil de laboratoire très connu : le bec Bünsen (Bünsen Brenner). Cet appareil permet d’émettre une flamme à partir de gaz combustible afin de chauffer une préparation. Cependant, ce n’est pas sa propre invention mais un modèle créé par Faraday et amélioré par un assistant de Bünsen.
En spectrométrie, il constate que la couleur d’une flamme change selon la nature des métaux qu’on y expose. Il travaille avec Kirchhoff sur une méthode d’analyse spectrale en analysant la lumière émise par la flamme à l’aide d’un prisme. Le spectre est unique pour chaque élément chimique (ils découvrent le Césium, Cs, par exemple).