Robert van Vorstenbosch doet onderzoek naar de relatie tussen allerlei soorten blootstelling en de ontwikkeling van chronische ziektes. Hoe beter we deze relatie begrijpen, hoe gezonder de keuzes die we kunnen maken. Hierbij maakt hij gebruik van "Omics"platforms, met name Metabolomics, die de moleculaire veranderingen in het lichaam meet.  Zijn focus ligt hierbij vooral op het ontwikkelen en toepassen van innovatieve data analytische methodes. Een andere onderzoekslijn waar zijn interesses liggen is het vinden van klinische biomarkers, met name om spijsverteringsziekten beter te kunnen diagnostiseren, begrijpen en monitoren.