La noticia llegó a oídos del célebre profesor de geología Arnold Escher von der Linth, siendo posteriormente alumno suyo, y cuya influencia e inspiración le duró el resto de su vida.

Heim continuó su formación geológica en Berlín, y viajó en busca de experiencia hacia Escandinavia e Italia.

En su visita a este último, coincidió por casualidad con la gran erupción del Vesubio en abril de 1872, el cual le proporcionó material para publicar su primer artículo científico.

En 1898, junto con Eduard Spelterini, sobrevoló por primera vez los Alpes en globo aerostático, con fines científicos.

Su célebre Mechanismus der Gebirgsbildung (1878) es considerado como un clásico, e inspiró a Charles Lapworth en sus brillantes investigaciones en las Scottish Highlands (Geological Magazine 1883).