Витцель изучал индологию в Германии в 1965—1971 гг. под руководством П. Тиме, Г. П. Шмидта, К. Хоффманна и Й. Нартен, а также в Непале (1972—1973 гг.) у пандита Мимамсаки Джунунатха.
В Катманду в 1972—1978 гг. он возглавлял Непальско-немецкий проект по сохранению рукописей и Непальский исследовательский центр.
Он преподавал в Тюбингене (1972), Лейдене (1978—1986) и Гарварде (с 1986 года) и был дважды приглашаем для чтения лекций в Киото, Париж и Токио. Санскриту Майкл Витцель обучает с 1972 года.Майкл Витцель известен своими исследованиями в области диалектов ведийского санскрита, древнеиндийской истории и лингвистической предыстории Южной Азии.
Он выступает как главный редактор «Электронного журнала ведийских исследований» (англ. Electronic Journal of Vedic Studies; сокращенно EJVS) и англ. Harvard Oriental Series.
Он является президентом Ассоциации по изучению языка в предыстории (англ. Association for the Study of Language in Prehistory; ASLIP) с 1999 года, а также новой Международной ассоциации сравнительной мифологии (англ. International Association for Comparative Mythology) с 2006 года.
В 2003 году он был избран в Американскую Академию искусств и наук, а также почётным членом Немецкого восточного общества в 2009 году. Филологические работы Витцеля касаются древнейших текстов Индии, то есть Вед, их рукописей и их традиционной рецитации. Также учёный занимался изданием и переводом неизвестных текстов, таких как Катха-араньяка.
В 2007 году вместе с Т. Гото и другими учёными начал новый перевод «Риг-веды» на немецкий язык.
Он детально исследовал различные редакции (шакхи) Вед и их значение для изучения географического диапазона ведийской культуры в Северной Индии и далее.
Это привело к появлению ряда работ по ведийским диалектам, развитию ведийского канона и Древней Индии как таковой.
В своих статьях Витцель среди прочего анализирует важные религиозные и литературные идеи ведийского периода, исследует «Махабхарату» , концепцию перерождения, астрономическую составляющую образа сапта-риши, образ мудреца Яджнявалкьи, присутствие некоторых ведийских верований в современном индуизме, даже предполагает существование риши женского пола в Ведах.Другая сторона деятельности этого учёного касается традиций средневековой и современной Индии вместе с Непалом, включая их лингвистическую историю, брахманов, ритуалы, формы правления и современную культуру. Учёным в работах затрагиваются также Древняя Персия и Авеста, а также идентификация родины священной книги зороастрийцев с Восточным Ираном и Афганистаном.
С 1987 года Витцель в основном сконцентрировался на проблеме локализации ведийских текстов и на поиске содержащихся в них свидетельств по ранней истории Индии. Эта работа была проведена в тесном сотрудничестве с гарвардскими археологами, такими как Р. Мэдоу, вместе с которым он также преподавал. Витцель стремится показать появление племени Куру в районе Дели, его плодотворную культуру и политическое превосходство. Также в область его исследований входят происхождение поздневедийских государств и первой индийской империи в Северо-Восточной Индии.Лингвистический аспект ранней индийской истории был рассмотрен в ряде работ учёного, касающихся доведийских субстратных языков Северной Индии. Результатом стало определение существенного количества слов, заимствованных из префиксального языка, подобного аустроазиатским (мунда, кхаси и др.), а также ряда других неустановленных языков. Также Витцель установил, что часть ведийских и древнеперсидских слов перешла в субстратный язык Центральной Азии.
В последние годы Витцель занялся исследованием связей между древнеиндийской, евразийской и другими мифологиями, результатом чего стала новая схема исторической сравнительной мифологии, которая охватывает большую часть Евразии и Америки. Этот подход рассматривается в ряде статей Витцеля, а также планируется издание книги, где этот новый метод сравнительной мифологии будет подробно изложен.Также Витцель опубликовал несколько статей, в которых критикует, по его словам, «ложные интерпретации» Вед, а также некоторые попытки дешифровки индских надписей. Вообще подход Майкла Витцеля к проблеме письменности долины Инда носит полемический характер. Этот учёный поддерживает точку зрения, согласно которой знаки Индской цивилизации это всего лишь символы, а не знаки письменного языка.
В этом ему противостоят учёные, являющиеся горячими сторонниками теории индского письма, такие как Марк Кенойер из Университета Висконсина и Аско Парпола, лингвист Хельсинкского университета.Витцель является организатором ряда международных конференций в Гарварде, а именно первого из периодических Международных ведических семинаров (1989, 1999, 2004), первой из нескольких ежегодных Международных конференций по вопросам приданого и сожжения жён в Индии (1995), ежегодных Круглых столов по этногенезу Южной и Центральной Азии (1999) и с 2005 года конференций по сравнительной мифологии (Киото, Пекин, Эдинбург, Равенштейн, Токио).
На конференции в Пекине он основал Международную ассоциацию сравнительной мифологии.