自有人类以来，人们对太阳曾有过各种各样的神话传说，但是对太阳的真实面貌去无从知道。直到1891年，美国有一个人，用自己发明制作的特殊仪器，才成功地拍下了太阳的第一张照片，摄下了太阳的真面目。这个人的名字叫海尔。

海尔生在美国芝加哥，从小聪明好学，兴趣广泛，喜欢思考。童年时代就喜欢听大人讲关于太阳的神话传说，有一次，他听爸爸的朋友说，用涂黑了的玻璃将望远镜的镜筒前后遮住，看太阳就不刺眼了。他立即用这种方法观察太阳，望远镜中一幅壮丽的景象展现在他眼前：巨大火球的边缘，犹如无边无际的草原上燃起了漫天大火，壮丽无比。这次观察使他对研究太阳产生了极大的兴趣。

1886年18岁的海尔考入麻省理工学院攻读物理。学习期间，他不断地探索观察和研究太阳的新方法。有一次在火车上，邻座的一个天真儿童用红色透明糖纸挡在眼前说：“看呀，妈妈变红了，叔叔变红了？”海尔也拿那张糖纸挡在眼前瞧起来，这一现象触动了海尔的灵感，他想：为什么隔着红玻璃纸看到的颜色都是红的呢？那是因为红玻璃纸把其他色光滤掉了，只让红光通过。太阳光是由多种元素燃烧发出的光，能不能利用一种设备，把其他光滤掉只让一种光通过呢？正是这个启发，使他通过多次实验制作出一种特殊镜头——过滤器。在此基础上，他发明制造了观察太阳的新仪器，拍下了有史以来的第一张照片。

海尔1890年毕业。1892年任芝加哥大学天体物理学副教授，开始组织叶凯士天文台，任台长。1904年筹建威尔逊山太阳观象台，即后来的威尔逊山天文台。他任首任台长，直到1923年因病退休（任名誉台长）。1895年他创办《天体物理学杂志》。1899年当选为新成立的美国天文学与天体物理学会（1914年易名为美国天文学会）副会长。他一生主要的贡献是在两个方面：对太阳的观测研究和制造巨型望远镜。

1889年，海耳提出了太阳单色光照相仪原理。1892年成功地拍摄了太阳单色像，第一次在非日食时看到日珥，发现太阳上明亮的钙云，他称之为谱斑。1904年，他拍摄了第一张黑子光谱片，证实黑子温度低于其他区域；1908年，他设计和主持建造的18米太阳塔竣工，发现黑子磁场；1912年，建成45米太阳塔，研究太阳普遍磁场；1923年建立海耳太阳实验室，第二年制成太阳单色光观测镜。他还发现了黑子群磁场极性逆转的22年周期。

1897年，海耳在叶凯士天文台建成40英寸（1米）折射望远镜，迄今仍是世界上最大的折射镜。1908年，他主持建成口径60英寸（1.5米）的反射望远镜，安装于威尔逊山；1917年又主持建成口径100英寸(2.5米)的巨型反射望远镜，为星系和宇宙学研究作出重要的贡献。当洛杉矶的灯光影响威尔逊山天文台时，他决定另建帕洛马山天文台，装置一架口径200英寸（508厘米）的巨型反射望远镜。这架望远镜从1928年开始筹建，1948年正式投入使用，后命名为“海耳望远镜”。1969年12月，威尔逊山天文台和帕洛马山天文台重新命名，合称为海耳天文台。

亨利·德雷珀奖，1904年

英国皇家天文学会金质奖章，1904年

布鲁斯奖，1916年

Janssen Medal，1917年

伽利略奖，佛罗伦斯，1920年

Actonian Prize，1921年

Copley Medal，1932年