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Robert N. Hall nació en New Haven, Connecticut, el 25 de diciembre del año 1919. Estudió en el  CIT (California Institute of Technology), recibió el BS (Baccalaureus Scientiae, título de grado obtenido por haber cursado cuatro años de materias científicas) en 1942 y el Doctorado seis años después, en 1948.

Mientras Hall trabajaba en en la General Electric, en Schenectady, Nueva York, diseñó y construyó en 1962 el primer diodo semiconductor láser. Durante la década de los 70, debido a la crisis energética, el trabajo de Hall se centró en en el efecto fotovoltaico y en las placas solares. Hall se retiró en el año 1987, tras haberle sido concedidas 43 patentes durante toda su carrera.

Los diodos láser son actualmente el tipo de láser más frecuentemente utilizado, se utilizan en todas las unidades de CD y CD-ROM. En la industria de la impresión, los diodos láser aparecen en impresoras y escáneres de forma habitual. Los mandos de control remoto suelen tener equipados éste tipo de diodo, y es un elemento muy importante dentro de los sistemas de comunicaciones por medio de la fibra óptica.

Robert Hall también ha sido acreditado por la invención de un método para la purificación del Germanio. Fue seleccionado para la National Academy of Engineering en 1977, y en 1978 en la National Academy of Sciences. En 1994 fue introducido en el Hall de la Fama de los inventores nacionales (National Inventors Hall of Fame).