Kariera naukowa Michał Heller ukończył Wyższe Seminarium Duchowne w Tarnowie. Święcenia kapłańskie przyjął 26 kwietnia 1959 z rąk bpa Karola Pękali, a następnie został wikariuszem w Ropczycach. Pracę magisterską, obronioną już po święceniach, napisał pod kierunkiem Stanisława Łacha; traktowała ona o egzegezie Księgi Rodzaju. W 1960 podjął dalsze studia na Wydziale Filozofii Katolickiego Uniwersytetu Lubelskiego. Obronił tam magisterium z filozoficznych interpretacji szczególnej teorii względności Einsteina. W 1966 roku obronił doktorat z kosmologii relatywistycznej promowany przez Stanisława Mazierskiego. Został wtedy wykładowcą logiki i filozofii nauki w macierzystym seminarium, a jednocześnie wolnym słuchaczem Wydziału Fizyki UJ. W 1969 roku uzyskał habilitację na podstawie rozprawy Zasada Macha w kosmologii relatywistycznej. Od roku 1967 popularyzował też fizykę i astronomię w „Tygodniku Powszechnym”, a z jego artykułów powstała w 1970 pierwsza książka (Wobec Wszechświata).