Robert William Holley (Urbana, 28 gennaio 1922 – Los Gatos, 11 febbraio 1993) è stato un biochimico statunitense, noto per aver individuato la struttura del tRNA responsabile del trasporto dell'alanina ed aver contribuito, insieme a insieme a Marshall Nirenberg ed Har Gobind Khorana, a descrivere il meccanismo della sintesi proteica. Per tali ricerche, insieme a Nirenberg e Khorana, Holley vinse il Premio Nobel per la Medicina nel 1968.