Dopo aver studiato presso l'Accademia militare di Modena e aver partecipato alla campagna napoleonica di Russia, Nobili si dedicò completamente allo studio della fisica e in particolare dei fenomeni elettrici. Concepì il galvanometro astatico e alcuni dei primi apparecchi relativi all'induzione. Si occupò di termoelettricità con Macedonio Melloni (1798-1854) e anche di elettrofisiologia. Chiamato a Firenze dal Granduca di Toscana Leopoldo II (1797-1870), insegnò presso il Museo di Fisica e Storia Naturale. Per le sue ricerche viene considerato uno dei pionieri italiani nel campo dell'elettromagnetismo.