1962年生於羅馬尼亞阿拉德，於1981年進入德國海德堡大學學習，並於1990年獲得海德堡大學物理學博士學位。現為德國籍，是馬克斯·普朗克生物物理化學研究所所長之一。
1991年至1993年，黑爾在位於德國海德堡的歐洲分子生物學實驗室從事研究工作。1993年至1996年在芬蘭圖爾庫大學的物理醫學系從事研究工作。1994年，黑爾發明了STED顯微鏡，是超解析度顯微技術的一大突破。
1997年，黑爾遷往哥廷根，成為馬克斯·普朗克學會在哥廷根的生物物理化學研究所的研究員。2003年至今，黑爾也是位於海德堡的德國癌症研究中心高解析度光學顯微技術部門的主任。
2002年，黑爾獲德國雷賓赫雷射技術獎。2008年，曾獲德國科學技術最高獎——萊布尼茨獎。
美國科學家埃里克·貝齊格、威廉·莫納和德國科學家斯特凡·黑爾因開發出超解析度螢光顯微鏡而獲得2014年度諾貝爾化學獎。
