Schüler von A. Escher von der Linth; ab 1873 Professor an der ETH, 1875–1911 an der Universität Zürich, 1894–1925 Präsident der Schweizerischen Geologischen Kommission; einer der bedeutendsten Alpengeologen, ab 1902 Anerkennung der Deckentheorie, die er mit der Kontraktion der Erdkruste begründete. Heim konstruierte zusammen mit W. Breithaupt den Geologenkompass.