Сын каменщика. В одном ряду с Максом Либерманом, Максом Слефогтом и Ловисом Коринтом Роберта Штерля относят к числу наиболее известных представителей немецкого импрессионизма. После учёбы в дрезденской академии художеств, которую он закончил на отлично в 1890 году, Штерль остался связан с родным городом до конца своей жизни. Был учеником Леона Поле и Фердинанда Паувелса. На рубеже веков вместе с Вильгельмом Клаудиусом Штерль входил в состав художественной колонии Гоппельн. Почти три десятилетия, являясь профессором академии художеств, Штерль оказывал серьёзное влияние на искусство Саксонии. Построенный в 1914-1920 годах дом-мастерская художника в настоящее время вмещает музей Штерля, где уникальный ансамбль создают сохранившиеся интерьеры рубежа веков и библиотека с обширным архивом художника.
Помимо многочисленных ранних пейзажей из Гессена огромный интерес в творчестве Штерля представляют его работы, созданные по мотивам поездки в Россию, и образ известного дрезденского дирижёраЭрнста фон Шуха. Роберт Штерль пользовался успехом как портретист.
