Получил хорошее образование, обучавшись в университетах Праги, Мюнхена и Эрлангена, получив степень доктора философии в 1884 году.
Работал в немецкой химической компании Bayer, занимался исследованиями индиго и его использованием в лакокрасочной промышленности. С 1886 года работал в компании пот производству красок Meister Lucius & Brüning, Höchst a. M., где трудился в области трифенилметановых красителей, в частности с родамином.
Гомолка стоял у истоков цветной фотографии. После 1906 года, благодаря его изобретению красного сенсибилизатора пинацианола[1], появились фотоматериалы, чувствительные к наиболее длинноволновой красной части видимого спектра. В результате, стало возможно полноценное цветоделение и создание цветных фото- и киноплёнок. Он же предложил технологию цветного проявления в 1907 году[2], реализованную немецкими учёными Рудольфом Фишером и Иоганном Зигристом пять лет спустя[3].
Был доверенным лицом компании Meister Lucius & Brüning, Höchst, автором ряда патентов[4], почётным доктором Высшей технической школы Мюнхена и Праги. Кроме техники увлекался музыкой, написал несколько музыкальных радио-пьес.