Retornando àAlemanha, Bunsen passou a lecionar em Göttingen, iniciando seus estudos experimentais sobre a (in)solubilidade dossais metálicos doácido arsenioso. Atualmente sua descoberta do uso doóxido de ferro hidratado como um agente precipitante é, ainda, o melhor antídoto conhecido para combater oenvenenamento porarsênico.
Em 1836 sucedeuFriedrich Woehler emKassel. Após dois anos aceitou um cargo naUniversidade de Marburg, onde estudou derivados daarsina. Embora o trabalho de Bunsen ser aclamado, quase morreu de envenenamento por arsênio. Custou-lhe também a perda da visão de um olho, quando uma explosão projetou um fragmento de vidro no seu olho. Em 1841 Bunsen criou oeletrodo decarbono que poderia substituir o caríssimo eletrodo deplatina utilizado nabateria deWilliam Robert Grove.
Sepultura de Robert Bunsen noBergfriedhof de Heidelberg
Em 1859 interrompeu seu trabalho com Roscoe e, junto comGustav Kirchhoff, passou a estudar oespectro de emissão de elementos aquecidos. Para essa finalidade, Bunsen aperfeiçoa um queimador de gás especial, inventado pelo cientistaMichael Faraday em 1785 que mais tarde foi denominado “queimador de Bunsen” ou “bico de Bunsen”. Quando Bunsen aposentou-se com a idade de 78 anos, deslocou seu interesse para ageologia, que tinha sido o seu passatempo por muito tempo.
Bunsen foi um dos cientistas de sua geração mais admirados universalmente. Foi um mestre, dedicado aos seus alunos, e eles foram igualmente dedicados a ele. Em momentos de fortes e muitas vezes cáusticos debates científicos, Bunsen sempre se comportou como um perfeito cavalheiro, mantendo distância das disputas teóricas. Preferia muito mais trabalhar em silêncio em seu laboratório, enriquecendo a ciência com as descobertas úteis. Por uma questão de princípio, nunca registrou uma patente, apesar do fato de suas descobertas terem lhe rendido uma grande riqueza. Bunsen nunca se casou.
Quando Bunsen aposentou-se com 78 anos de idade, mudou o foco de seu trabalho exclusivamente para ageologia e mineralogia, um interesse que tinha levado a cabo ao longo de sua carreira. Morreu em Heidelberg, aos 88 anos de idade.[4] Está sepultado noBergfriedhof emHeidelberg.