Smalley, som tidigare hade forskat inom klusterkemi, konstruerade det instrument som 1985 möjliggjorde hans, Harold Krotos och Robert Curls upptäckt av fulleren, en tidigare okänd modifikation av kol. För detta belönades de tre forskarna med 1996 års Nobelpris i kemi. Jämför kol (Egenskaper: Kemiska egenskaper) och kluster.