赫尔曼·冯·亥姆霍兹从小爱好自然科学，但为生活计，在柏林的医学和外科研究所谂了医科，由于该研究所的毕业生必须参加8年的兵役，亥姆霍兹1843年起在波茨坦担任军医。

1848年

1848年在亚历山大·冯·洪堡的推荐下，提前结束兵役，开始了漫长的教学生涯，先是在柏林艺术学院教解剖学，1849年前往柯尼斯堡（时属普鲁士王国的东普鲁士省，今为俄罗斯的加里宁格勒）担任生理学和病理学教授，1855年接手波恩的解剖学和生理学教席，1858年转去海德堡的生理学教席，1870年成为普鲁士科学学会的会员。

1894年

1871年亥姆霍兹任柏林大学物理学教授，1888年成为新成立的夏洛特堡帝国物理学工程研究所的第一任主席。

墓地

1847年，亥姆霍兹出版了《力量的保存》（Erhaltung der Kraft）一书，阐明了能量守恆的原理，亥姆霍兹自由能即以他来命名。他也研究过电磁学，他的研究预测了麦克斯韦方程组中的电磁辐射，相关的方程式以他来命名。

除了物理，亥姆霍兹也对感知的研究作出贡献。他发明了检眼镜，以及以他命名的共鸣器(Helmholtz-Resonator)，他两部光学和声学的着作，《作为乐理的生理学基础的音调感受的研究》（Die Lehre von den Tonempfindungen als physiologische Grundlage für die Theorie der Musik）、《生理光学手册》（Handbuch der Physiologischen Optik），对后世影响很大。

《论音调的感觉》，亥姆霍兹（Hermann von Helmholtz）大师1863年作品。主要从物理学的角度论述了各音调给人的感觉，同时具有很高的美学价值。

形如

的偏微分方程被以亥姆霍兹的名字命名为“亥姆霍兹方程”（亥姆霍兹偏微分方程），其中是拉普拉斯运算元。适合向量势的亥姆霍兹偏微分方程是：

该方程出现在物理和理论电子学中，如在假设满足时谐性的条件下，用变数分离求解波动方程。