В 16 лет Роберт бросил школу и взялся пополнить семейный бюджет, открыв книжный киоск на улице Лейт-уолк. Он начал с торговли старыми отцовскими книгами, но постепенно расширил ассортимент и заработал хорошую репутацию. Тем временем Уильям купил подержанный печатный станок и открыл свое типографское дело, печатая брошюры. В начале 1820-х гг. братья объединили усилия: Роберт писал, а Уильям издавал дешевые журналы и брошюры, которые они продавали по несколько пенни за штуку; затем они издали серию книг, в том числе биографию сэра Вальтера Скотта. В 1830-е г. братья основали издательскую фирму W. & R. Chambers, а Роберт вместе с младшим братом Джеймсом также держал книжный магазин в Эдинбурге. Старшие братья начали издавать журнал
Роберт страстно увлекался геологией, с 1830-х гг. внимательно следил за ее развитием и был знаком с трудами Лайеля. В 1840 г. его избрали членом Эдинбургского королевского общества, а в 1844 г. — членом Лондонского геологического общества. Он общался со многими ведущими учеными того времени и в 1848 г. опубликовал книгу «Древние окраины моря» (Ancient Sea-Margins). Он недавно вернулся из геологических экспедиций по Скандинавии и Канаде и описал в ней свои наблюдения. К тому времени главный труд его жизни уже был издан.
Книга «Следы естественной истории творения» вышла в 1844 г. Ее название являлось преднамеренной отсылкой к словам Геттона, который заявил, что «нет никаких следов начала и никакой перспективы конца» истории Земли. Чемберс утверждал, что у Земли
Чемберс полагал, что простые формы жизни могли зарождаться спонтанно и затем эволюционировать в более сложные формы. Он воспользовался своими познаниями в геологии, чтобы доказать, что палеонтологическая летопись свидетельствует о переходе от более простых к более сложным формам жизни, вплоть до появления человека. И хотя он соглашался с тем, что бог мог положить начало всему и установить законы, которые управляют миром (или мирами, потому что Чемберс не считал Землю единственной обителью жизни), он категорически отвергал мысль, что создатель «вручную» вносит изменения в свои творения: