Die Stiftung führt und finanziert soziale, kulturelle und wissenschaftliche Projekte im Sinne von Robert Bosch. In einem durchschnittlichen Jahr sind etwa achthundert Projekte in Bereichen wie Natur- und Sozialwissenschaften, öffentliche Gesundheit, Bildung sowie kulturelle und internationale Beziehungen aktiv.:1325
Sie betreibt das Robert-Bosch-Krankenhaus in Stuttgart. Ein Forschungsinstitut innerhalb des Krankenhauses, das Dr. Margarete Fischer-Bosch-Institut für Klinische Pharmakologie (Dr. Margarete Fischer-Bosch Institut für Klinische Pharmakologie) wurde 1973 von Margarete Fischer-Bosch gegründet. Das Institut für Geschichte der Medizin ist das Archiv der Stiftung.
Die Stiftung verfügt über vier Tochterstiftungen: die Hans-Walz-Stiftung zur Förderung naturheilkundlicher Behandlungen, die Otto und Edith Mühlschlegel-Stiftung für Projekte rund um das Altern, die DVA-Stiftung für die deutsch-französischen Kulturbeziehungen und die Rochus und Beatrice Wummert-Stiftung zur Förderung von Studierenden aus Osteuropa.:1325
Im Jahr 2014 gründete die Robert Bosch Stiftung die Robert Bosch Academy in Berlin, eine multidisziplinäre Institution, die renommierte Intellektuelle und Denker aus aller Welt als Richard von Weizsäcker Fellows nach Berlin einlädt.
Von 1964 bis 2017 förderte die Stiftung 1,6 Milliarden Euro. Im Jahr 2017 vergab sie Zuschüsse in Höhe von 100,5 Millionen Euro. Sie ist Mitglied im Netzwerk Europäischer Stiftungen für innovative Zusammenarbeit (NEF).
Die Stiftung engagiert sich für die Modernisierung des deutschen Gesundheitswesens. Insbesondere versucht sie, mehr kleine Gesundheitszentren zu entwickeln.
Die Robert Bosch Stiftung vergibt jedes Jahr drei Koproduktionspreise für gemeinsame Filmproduktionen junger deutscher Filmemacher und ihrer Partner aus den arabischen Ländern. Bis 2015 wurde der Preis an Filmschaffende aus Deutschland und Osteuropa vergeben.