Roberto Nesci si è laureato in Fisica presso la Sapienza – Università di Roma il nel 1973 con 110/110, relatore il prof. Livio Gratton, con una tesi sperimentale di spettroscopia stellare. Ha proseguito l'attività di ricerca come borsista dell'Accademia dei Lincei e poi come assegnista del Ministero Pubblica istruzione presso il laboratorio di Astrofisica Spaziale CNR (Frascati) fino al febbraio 1979. Vincitore di concorso nazionale di astronomo ordinario, ha svolto tale attività presso l'Osservatorio di Bologna fino all'ottobre 1979. Vincitore di concorso per assistente ordinario presso la Sapienza – Università di Roma ha svolto tale attività presso la cattedra di Astrofisica a partire dall'anno accademico 1979/80. Superato il giudizio di idoneità, è stato nominato professore associato presso la Sapienza – Università di Roma nel maggio 1986. È membro della Società Astronomica Italiana dal 1974 e della International Astronomical Union dal 1986. Cessato dall'insegnamento nel 2011, è associato di ricerca presso l'Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziale IAPS/INAF. L'attività scientifica si è esplicata in diversi settori dell'Astronomia, di cui i principali sono stati: spettroscopia stellare, spettrofotometria integrata di ammassi globulari e di galassie ellittiche, studio della emissione in raggi X di ammassi di galassie. Dal 1992 si è dedicato soprattutto allo studio della variabilità di Nuclei Galattici Attivi, in particolare di Blazars. In quest'ultimo campo si è fatto promotore della realizzazione di un telescopio di 70 cm di diametro, operativo dal 1995 al 2000, con il quale è stato svolto lo studio della variabilità di Nuclei Galattici Attivi. Tale ricerca è stata svolta anche in simultanea con osservazioni in raggi X e Gamma da satellite (FermiGST, SWIFT, Beppo–SAX, RXTE, ASCA, CGRO). Nel 1997 è stato tra i fondatori del progetto WEBT (Whole Earth Blazar Telescope) una collaborazione internazionale che ha coinvolto una ventina di Osservatori Astronomici distribuiti in longitudine su vari Continenti, in modo da poter svolgere osservazioni continuativamente 24 ore al giorno, in occasione di particolari campagne di osservazione da satellite. Nel 2002 è stato coordinatore locale di un progetto nazionale (COFIN) di digitalizzazione delle lastre degli Osservatori Astronomici Italiani, che ha dimostrato la adeguatezza allo scopo di scanner commerciali di qualità; ciò ha permesso di realizzare diversi studi sulla variabilità su tempi lunghi di diversi Nuclei Galattici Attivi. Nel quadro di un programma di collaborazione con l'Osservatorio di Byurakan ha realizzato negli anni 2002–2007 la digitalizzazione delle lastre fotografiche (circa 1800) della First Byurakan Survey, la estrazione automatica degli spettri in esse registrati, la loro calibrazione fotometrica e la realizzazione di una pagina web dedicata che permette l'accesso on–line di tutti i dati (circa 20 milioni di spettri) ricavati. Attualmente lavora allo studio multibanda (radio, ottico, gamma) di Blazar nel quadro della collaborazione internazionale TANAMI, allo studio della emissione in raggi X di Blazar col satellite INTEGRAL, e allo studio di stelle nella fase di ramo asintotico (AGB). Collabora inoltre alla realizzazione di un fotometro ottico rapido per lo studio di pulsar e binarie strette formate da una stella normale e una degenere (stella di neutroni, buco nero). È autore di più di 80 articoli su riviste internazionali con referee, con indice di citazione H=29.
