Físico formado pelas Universidades de Delft e de Groningen, com um forte foco em óptica teórica. Doutorado em Biofísica em Groningen, onde desenvolveu novos métodos de pesquisa em análise estrutural de biomoléculas por microscopia eletrônica, que hoje é conhecido por “Cryo-EM”. Foi o fundador e primeiro Diretor do “Imperial College Centre for Structural Biology” (IC-CSB; 1997), e fundador e Diretor do “Imperial College Centre for Biomolecular Electron Microscopy” (CBEM, 1997). Tomou a iniciativa e organizou a primeira “Brazil School for Single Particle Cryo-EM” que já ocorreu 8 vezes desde 2005. É co-PI do Projeto FAPESP para o novo centro LNNano/CNPEM em Cryo-EM. Marin van Heel recebeu o prêmio Ernst Ruska de microscopia eletrônica em 1985, e o Prêmio Wiley de Ciências Biomédicas de 2017 por “Desenvolvimentos Pioneiros em Microscopia Eletrônica”, com Joachim Frank e Richard Henderson). Foi um dos principais desenvolvedores das técnicas de criomicroscopia eletrônica de partículas isoladas (Single Particle Cryo-EM), em uso em todo o mundo atualmente. A maioria destas novas técnicas foi implementada no contexto do pacote de software IMAGIC (1981). Uma conquista importante foi a introdução de técnicas de “Multivariate Statistical Analysis” (MSA) na metodologia de análise de partículas isoladas em (1980/1981). Em “multi-reference” (1986), essas técnicas permitiram estudar partículas orientadas aleatoriamente. Os estudos estenderam-se à terceira dimensão com a introdução da reconstrução 3D “Exact Filter” (1986). Encontrar as orientações das partículas ou médias de classe tornou-se possível com a introdução de “Projection Matching” (1984), e especialmente a abordagem “Angular Reconstitution” (1987). As primeiras reconstruções 3D a partir de orientações aleatórias apareceram assim em 1994/1995. Um dos seus focos de pesquisa sempre foi o estudo de complexos biológicos em estados funcionais específicos. O primeiro estudo desse tipo sobre um complexo ribossômico em um estado funcional específico (E. coli 70S em complexo com EF-Tu, Nature,1997) Um dos resultados mais espetaculares foi a reconstrução da estrutura 3D do ribossomo 70S de E. coli em complexo com RF3 (Nature, 2004). Estes trabalhos foram pioneiros em Cryo-EM de partículas isoladas.