Nació en Berna en 1708. Desde muy temprano recibió una severa educación religiosa por parte del teólogo protestante Baillodz, que le influyó a lo largo de su vida. Estudió medicina en las universidades de Tubinga y de Leiden. En esta última fue discípulo de Boerhaave y a los diecinueve años se doctoró con un trabajo sobre el supuesto conducto salival de Coschwitz.
En 1728 se trasladó a Basilea para estudiar matemáticas, con Bernoulli, y botánica. Un año más tarde regresó a su ciudad natal y en 1736 fue llamado por la Universidad de Gotinga para enseñar anatomía y botánica durante diecisiete años. Fundó allí el anfiteatro anatómico y un jardín botánico, así como la revista científica Göttinger gelehrte Anzeigen, donde publicó unos doce mil artículos y reseñas. También llevó a cabo una inmensa obra sobre la flora suiza donde aplicó un sistema de clasificación distinta al de Linneo. Este fue uno de sus periodos más fecundos; el laboratorio le permitió llevar a cabo sus trabajos de investigación. La Universidad de Gotinga llegó a alcanzar gran prestigio con él como profesor.
En 1753, en pleno éxito, Haller abandonó la ciudad. Los motivos no se conocen del todo. En Suiza ocupó cargos de tipo administrativo y rechazó interesantes ofertas realizadas por varias universidades. Fue nombrado director de las salinas de Bex, en el valle del Ródano, y gobernador del distrito de Aigle. Allí terminó sus Elementa physiologiae, prosiguió sus trabajos botánicos y mantuvo una intensa correspondencia con científicos de toda Europa. Desde 1764 residió en Berna hasta su muerte, acaecida en 1777.
Fue un personaje muy admirado y conocido en su época; incluso aparece citado en la Mémoires de Casanova como un hombre muy cortés con profundos conocimientos.
Sus primeros estudios fueron de tipo anatómico, y estuvieron influidos por Albinus (sobre todo lo que se refiere a la anatomía cuantitativa), Ruysch (le enseñó la técnica de la inyección vascular y le introdujo en la angiología) y Winslow (suscitó su gusto por las preparaciones topográficas, con los órganos in situ, y por las descripciones anatómicas “puras”, como señala Laín.
Los mejores trabajos de tipo anatómico son los que dedicó a la angiología. La inyección vascular le permitió demostrar las anastomosis de la mamaria interna con las intercostales, la distribución de las arterias faríngeas, el origen de la arteria esplénica en el tronco celíaco y las conexiones de los senos cerebrales. Hoy se habla de los arcos de Haller (ligamentos arqueados externo e interno del diafragma, llamados también lumbocostales); asa de Haller, (que forma el nervio que une los nervios facial y glosofaríngeo);círculo de Haller (anillo de pequeñas arterias en la esclerótica, que rodea la entrada del nervio óptico; anillo de venas debajo de la aureola del pezón; nillo fibrocartilaginoso en el cual se insertan las válvulas mitral y tricúspide del corazón); línea de Haller (cinta fibrosa a lo largo de la cara anterior de la piamadre medular); y membrana de Haller (capa vascular de la coroides).
La parte más importante de su labor científica y de su obra fue, sin e,bargo, la que corresponde a la fisiología. Para él esta disiciplina era anatomia animata (descripción de los movimientos con que la máquina animada es agitada), es decir, ciencia del movimiento vital. El movimiento de un organismo animal era para él resultado de una fuerza específica -“fuerza vital”- radicada en la estructura material y orgánica de las fibras en que ese movimiento acontece. La fibra animal es portadora de dos fuerzas distintas entre sí: una “muerta”, la simple elasticidad observable en el cadáver, y otra “viviente”, sobreañadida a la anterior, demostrable únicamente en el animal vivo y capaz de adoptar formas diferentes, según la índole de la fibra que posee. Esto nos sitúa ante el gran descubrimiento de Haller: la irritabilidad de los músculos.
Hizo experimentos para ver cómo respondían las distintas partes del animal a los estímulos exteriores como el calor, el acohol, el cloruro de antimonio, la electricidad, etc. Se le considera así como uno de los personajes más relevantes de la ciencia experimental; es decir, en el progresivo esfuerzo por conocer las cosas conforme a lo que en realidad son. Llegó a las siguientes conclusiones: a) ciertas partes del organismo sólo poseen contractibilidad mecánica; b) Otras, sólo poseen sensibilidad que pierden cuando se seccionan los nervios; otras, aún seccionados los nervios, son capaces de reaccionar con un movimiento a los estímulos; d) hay partes dotadas de sensibilidad e irritabilidad. La estructura anatómica de cada una de esas partes del organismo permitió a Haller establecer la tesis general de que la sensibilidad es propiedad específica del nervio, y la irritabilidad, es exclusiva del músculo.
La irritabilidad y la sensibilidad son, pues, -como señala Laín, propiedades específicas e inmanentes de cada una de las dos formaciones anatómicas en que respectivamente aparecen, la fibra nerviosa y la fibra muscular. Por eso dice Haller que los nervios son simples moderadores o reguladores de la irritabilidad, no auctores suyos, y ésta es también la idea que le mueve a buscar el sustrato material de la irritabilidad del músculo. Las ideas básicas de Haller, su fisiología “vital”, se sitúa, pues, entre el animismo de Stahl y el mecanicismo de La Metrie. Sobre ellas edificó su fisiología especial. Alguno de sus capítulos son originales suyos; en otros se limitó a ordenar y discutir el saber de su época.
Haller también estudió la fecundación de los mamíferos, especialmente de las vacas, ovejas y cabras. Llegó a descubrir el desprendimiento del óvulo desde el ovario así como la formación del cuerpo lúteo. Recopiló los trabajos llevados a cabo desde el siglo XVII sobre el latido cardíaco. Él pensó que el movimiento del corazón reposaba directamente sobre su teoría de la irritabilidad muscular: la fibra muscular es la más irritable del organismo. Observó que el corazón aislado seguía contrayéndose rítmicamente y proclamó el carácter miógeno del movimiento atrioventricular: la irritabilidad de la fibra cardíaca sólo exigiría, para hacerse contracción rítmica, el estímulo mecánico de la sangre venosa. Haller y Spallanzani demostraron que la sangre penetra en las arterias coronarias durante la sístole cardíaca y sale de ellas en la diástole.
