在這項研究中，他還進一步了解到，除酸堿反應外，還有許多化學反應可以生成有顏色的物質。利用這些顏色的變化，就可以檢驗更多的物質。例如，硝酸銀溶液與鹽酸相遇，就會產生白色沉澱(即氯化銀，當時波義耳稱它為“月牙”)。碳酸鉀溶液(植物中的堿)與氯化汞作用，則產生黃色沉澱。銅鹽溶液中加些氨水，藍色就會明顯變深，如果醮點銅鹽在火上燒一燒，火焰就會呈現綠色，等等。
分析化學，就是檢驗分析物質的成分和含量的。波義耳的上述發現，為分析化學的發展打下了很好的基礎。所以，人們都尊敬地稱他是分析化學的奠基人。
一個科學家，哪怕是一個最偉大的科學家，在科學工作上，也不可能沒有缺點和錯誤。波義耳在研究燃燒現象時所提出的“火微粒說”，就是一例。
錯誤的“火微粒說”
波義耳的燃燒實驗，最初是同虎克共同完成的。虎克是波義耳的最得力的助手，也是一位出色的物理學家。年輕時曾在牛津基督教堂當過合唱隊員，後來做科學研究工作，他研究彈性物體發現了著名的“虎克定律”。他自稱發現萬有引力定律比牛頓還要早。1666年倫敦大火後，他參加了倫敦的重建工作，擔任測量檢查員，發了大財。他把大量錢財緊鎖在鐵箱裏，死後才被人發現。他一生發明了許多科學儀器和設備。波義耳實驗室裏那個可以抽真空的空氣泵，就是他協助波義耳設計製造的。利用這個空氣泵，不僅做了大量的氣體壓力的實驗，從而發現了波義耳定律，還做過許多有關燃燒的實驗。
硫黃在空氣中燃燒，會產生藍色火焰。可是，當用空氣泵把玻璃罩內的空氣抽走，硫黃受熱卻隻見冒煙不見著火。蠟燭的火焰、氫氣的火焰，離開空氣也會熄滅。這說明，空氣是物質燃燒不可缺少的。
但是，後來波義耳研究火藥燃燒時，卻發現了意外的情況。火藥在真空中放置的紅熱鐵板上，卻能燃燒很久，且不發生爆炸。怎麼回事?沒有空氣也能燃燒嗎?是不是製火藥的硝石中混進了空氣呢?於是，他改用在真空中結晶的硝石製成的火藥，得到了同樣的實驗結果。由此他得出的結論是：與硝石混合的物質，在沒有空氣時也能燃燒，是因為硝石受熱時可以得到“與空氣相似的活化氣體”。他這裏說的“活化氣體”就是現在說的氧氣。當時，他隻是說明了燃燒需要空氣或“與空氣相似的氣體”，但卻沒弄清，空氣或“與空氣相似的氣體”在燃燒時究竟起了什麼作用。
正因為如此，他不了解燃燒的本質，才導致他在解釋金屬燃燒後增重這一現象時，提出了一個錯誤的“火微粒說”。
波義耳親自做了錫燃燒的實驗，並通過稱量，確知燃燒後生成的灰渣比原來的錫更重了。他認為，這是“火微粒”通過燒瓶的玻璃，被金屬吸收了。在這裏，他錯誤地把火當成了一種實實在在的有重量的物質。在他的題為《固定火焰並使之可稱的新實驗》論文中，就提出了這樣一個公式：
金屬＋火微粒＝金屬灰渣
火是發光放熱的一種現象，並非有重量的物質，波義耳產生這種把火看作物質的錯誤原因，就在於他在實驗中隻注意到燃燒物金屬的重量變化，卻忽視了在燃燒物周圍的空氣有沒有變化。這真是“智者千慮，必有一失”。
盡管波義耳的科學觀點也有錯誤之處，但從他一生的科學業績來看，仍不失是一位偉大的科學家。他在化學、物理學以及哲學方麵，都為人類做出了重大貢獻。正因為這樣，1680年，英國皇家學會推舉他擔任主席。但是，一向不貪求名譽的波義耳，卻謝絕了這個崇高的榮譽。他所希望的是有一個平靜的晚年。
波義耳的晚年
波義耳的晚年似乎比別人來得更早一些，因為他的身體素質一直不好，年輕時就經常搜集藥方給自己配藥。他身上還常常帶著溫度計，隨氣溫的變化，及時更換衣服。他終生未婚，書和實驗室就是他的生活伴侶。53歲的波義耳身體健康已有明顯惡化，難以正常工作了。他不得不離開實驗室，搬到祖傳的莊園去住。
在莊園的日子裏，他並沒有完全休息。他總結自己35年的科學研究工作，寫了不少著作。他還花了不少時間研究哲學和神學，而且寫出一些有影響的哲學和宗教論文。
晚年時期的波義耳宗教思想日益濃厚。為研究聖經，他曾學習過希伯來語；為宗教的發展，他還資助在東方的傳教活動。
1691年12月30日，64歲的波義耳在倫敦逝世，死後他留下了一大筆財產。根據本人遺囑，這筆巨款用於舉辦以傳播宗教為內容的“波義耳講座”。但是，他死後留給人們的真正財富不是金錢，而是用他一生的努力所形成的豐富的科學成就。是他提出了科學的元素概念，才宣告了“煉金時代”的結束，開辟了化學作為一門獨立科學的新紀元。