신경언어 프로그래밍(NLP) 분야에서 개발자, 저자, 트레이너, 컨설턴트로 활동해 왔으며, NLP는 1975년 존 그린더John Grinder와 리처드 밴들러Richard Bandler에 의해 개발된 인간 행동, 학습, 그리고 의사소통 모델이다. 로버트는 또한 성공 요인 모델링(Success Factor Modeling)을 그의 형제 존 딜츠John Dilts와 공동 개발하였으며, 스테판 길리건Stephen Gilligan과 함께 생성적 변화Generative Change 과정도 공동 개발했다. 그는 오랫동안 그린더와 밴들러의 학생이자 동료였으며, 밀턴 H. 에릭슨Milton H. Erickson, M.D.과 그레고리 베이트슨Gregory Bateson에게서도 직접 배웠다.

NLP를 교육, 창의성, 건강, 리더십 등에 적용하는 데 앞장서 온 그는, NLP의 핵심 기법 중 전략Strategies과 신념 체계Belief Systems에 대한 연구를 포함하여, 시스템적 NLP로 발전한 기법들을 개발하는 데 기여했다. 25권 이상의 책을 저술했으며, 그의 기법과 모델 중 일부는 다음과 같다. 재각인Reimprinting, 디즈니 전략Disney Imagining Strategy, 상충하는 신념의 통합Integration of Conflicting Beliefs, 언어 패턴 속임수Sleight of Mouth Patterns, 철자법 전략The Spelling Strategy, 알레르기 기법The Allergy Technique, 신경논리적 수준Neuro-Logical Levels, 신념 변화 주기The Belief Change Cycle, SFM 성공 서클The SFM Circle of Success, 그리고 스테판 길리건과 공동 개발한 생성적 코칭 6단계The Six Steps of Generative Coaching 등.

딜츠 전략 그룹Dilts Strategy Group의 공동 창립자인 그는 또한 NLP University International, IASH(Institute for Advanced Studies of Health), IAGC(International Association for Generative Change)의 공동 창립자이기도 하다. 그는 캘리포니아 대학교 샌타크루즈(University of California at Santa Cruz)에서 행동 기술Behavioral Technology 학위를 취득했다.