Robert W. Holley (28. siječnja, 1922. - 11. veljače, 1993.) bio je američki biokemičar, koji je 1968. g. dobio Nobelovu nagradu za fiziologiju ili medicinu za opisivanje strukture transportne RNK, tako povezujući DNK sa sintezom proteina. Har Gobind Khorana i Marshall W. Nirenberg su također dobili nagradu, te godine za svoje doprinose razumijevanju sinteze proteina.
Holleyevo istraživanje RNK prvotno se je fokusiralo na izoliranje transportne RNK (tRNK), a zatim na istraživanje strukture alanin tRNK (molekule koja ugrađuje aminokiselinu alanin u proteine). Pomoću dva enzima ribonukleaze koji molekulu tRNK sjeku točno na odabranim mjestima, koje su određena točnim nizom nukletida dobiveni su dijelovi molekula. Metodama kombiniranja i uspoređivanja isječenih dijelova, obim enzimima, dobiveni su konačne strukture molekula.