Figlio dell'astronomo Antonio e della poetessa
Maria Giuseppina Guacci, si formò presso la Scuola di Ponti e Strade. Iniziò la carriera militare nel 1861 come sottotenente di Artiglieria e Genio del Reale Esercito Italiano, passando l'anno successivo nel Genio Navale con la qualifica di ingegnere. Nel 1863, dopo la scomparsa del padre, entrò come Alunno all'Osservatorio di Capodimonte, venendo nominato Assistente nel 1864 insieme a Faustino Brioschi.
In ambito accademico, nel 1887 assunse l'insegnamento di Geodesia presso la cattedra di
Federico Schiavoni all'Università di Napoli, divenendo professore straordinario nel 1891 e ordinario nel 1896. Nel 1871 fu tra i soci fondatori della Società degli Spettroscopisti Italiani, prima società scientifica al mondo dedicata all'astrofisica.
Il suo contributo scientifico più rilevante riguarda lo studio della variabilità delle latitudini terrestri. Nel 1885, basandosi sulle osservazioni condotte con il cerchio meridiano di Reichenbach (ammodernato per l'occasione dal meccanico Heurtaux), fu il primo a ipotizzare l'esistenza di variazioni a corto periodo della latitudine geografica legate agli spostamenti dei poli terrestri. Tuttavia, i suoi studi rimasero inizialmente poco noti a livello internazionale, tanto che nel 1888 l'astronomo berlinese
Karl Friedrich Küstner pubblicò risultati analoghi, sostenendo le medesime argomentazioni di Nobile e ricevendone il riconoscimento ufficiale dalla comunità scientifica.
La tradizione intellettuale della famiglia proseguì con i figli: Vittorio fu astronomo e docente universitario, mentre
Emilia divenne un'eminente professoressa di filosofia morale e direttrice della Biblioteca Lucchesi Palli di Napoli.