ولد روبرت موليكن في يونيو 1886 بماساتشوستس وكان والده بروفسور كيمياء عضوية في معهد تكنولوجيا ماساتشوستس، وخلال طفولته تعلم كيفية تصنيف النباتات، وكانت له ذاكرة جيدة ولكنه كان اختيارية أن تتذكر ما تريد وليس كل شيء، فعلي سبيل المثال كان يدرس الألمانية ولكنه لم يكن يتذكر اسم المدرس، والتقي خلال صغره بارثر نويس وهو فيزيائي وكيميائي أصبح لاحقا مدير معهد ماساتشوستس للتقنية. درس روبرت موليكن في معهد نيوبوريبوت عند تحصله علي الشهادة، والتحق بمعهد تكنولوجيا ماساتشوستس ودرس الكيمياء كمادة رئيسية، وخلال دراسته نشر أول بحث علمي له وكان موضوعه إنتاج كلورايد عضوي، وتحصل علي بكالوريوس العلوم سنة 1917. عند تحصله علي منصب في الجامعة الأمريكية بواشنطن كانت الولاياتالمتحدة تخوض الحرب العالمية الأولي وكان يعمل في أبحاث الأسلحة الكيميائية، بعد تسعة أشهر تم نقله إلي قسم الأسلحة الكيميائية بالجيش الأمريكي حيث واصل أبحاثه التي بدأها في الجامعة، لكنه لم يكن يجيد العمل في المختبر وسبب حروقا لنفسه وأصيب كذلك بالزكام وهو في المستشفي، ثم سجل نفسه للحصول علي شهادة الدكتوراة بجامعة شيكاغو وتحصل عليها، وكان موضوعها تبخر نظائر الزئبق. عمل في قسم الكيمياء بجامعة نيويورك وأصبح يعتبر عندها فيزيائيا بعد أن كان يصنف كيميائيا، وعاد إلي جامعة شيكاغو حيث عمل مساعدا لتدريس الفيزياء وأصبح أستاذا، وتحصل علي منصب في كلية الكيمياء وآخر في كلية الفيزياء، خلال الحرب العالمية الثانية أدارا مكتب الاستعلمات حول برنامج البلوتونيوم لجامعة شيكاغو، وبعدها عمل علي تطبيقات ميكانيكا الكم علي تفاعلات حامض لويس مع قلويات لويس، كما كانت له أبحاث عن السالبية الكهربية و روابط العناصر، وقد تقاعد سنة 1985 وتوفي في أكتوبر 1986 إثر أزمة قلبية عند ابنته.