Lulusan dari Universitas St Andrews dan Universitas Edinburgh di mana ia memperoleh gelar kedokterannya, Dr Robert Lim menyelesaikan pelatihan pascasarjana di bidang Kedokteran Internal diikuti oleh Hematologi dan Onkologi Medis di Rumah Sakit New York – Akademi Medis Universitas Cornell dan Memorial Sloan Kettering Pusat Kanker. Kembali ke Singapura pada tahun 1998, ia mengembangkan keahliannya dalam kanker saluran pencernaan, hati dan pankreas. Bersamaan dengan keahliannya dalam perawatan klinis, Dr Lim telah ikut menulis beberapa studi utama penting dalam kanker usus dan pankreas yang telah memengaruhi praktik klinisnya.

Sebagai kepala Departemen Hematologi-Onkologi dari 2005 hingga 2011 di National University Cancer Institute, Singapura, ia memimpin departemen ke garis depan penelitian baik lokal maupun internasional. Fokus Dr Lim adalah mengembangkan perawatan obat baru dan meningkatkan pemahaman tentang bagaimana kanker mempengaruhi populasi Asia, pada gilirannya membantu banyak pasien dan keluarga mereka.