Родился 29 июня 1868 года в Чикаго. В 1890 году окончил Массачусетский технологический институт. В 1888—1891 годах проводил наблюдения в собственной небольшой Кенвудской обсерватории. В 1892—1905 работал в Чикагском университете (с 1897 — профессор, в 1895—1905 — первый директор Йеркской обсерватории в Уильямс-Бэй близ Чикаго). В 1904 Хейл организовал обсерваторию Маунт-Вилсон (штат Калифорния) института Карнеги в Вашингтоне и до конца 1923 был её директором (с 1923 — почётным директором).
Умер Хейл в Пасадине (шт. Калифорния) 21 февраля 1938 года.
Работы Хейла посвящены физике Солнца и звёзд. В 1889 г. Хейл изобрёл спектрогелиограф — прибор, позволяющий фотографировать хромосферу Солнца вне затмений. В 1892 году впервые с помощью этого прибора получил фотографии протуберанцев и кальциевых флоккулов. Исследовал последние на разных уровнях атмосферы Солнца с целью изучения циркуляционных процессов. Высказал предположение о наличии сильных магнитных полей в солнечных пятнах, а затем доказал их наличие с помощью опытов по зеемановскому расщеплению спектральных линий (1908).Это было первым открытием внеземного магнитного поля. Выполнил первые эксперименты, связанные с обнаружением общего магнитного поля Солнца.
Большое значение для развития астрономии в США имела организационная деятельность Хейла. Он убедил чикагского трамвайного магната Чарлза Йеркса (прототип главного героя трилогии Т.Драйзера «Финансист» — «Титан» — «Стоик») финансировать строительство самого крупного в мире 40-дюймового рефрактора. Строительство рефрактора и обсерватории (названной Йеркской) было завершено в 1897 году. В 1904 Хейлу удалось получить от Института Карнеги в Вашингтоне средства для создания солнечной обсерватории на горе Вилсон в Калифорнии. Обсерватория Маунт-Вильсон, как и Йеркская, основывалась на новом для астрономии принципе — она была не только наблюдательным учреждением, но и крупной физической лабораторией. Уже в 1905 году в обсерватории Маунт-Вилсон был установлен первый солнечный телескоп и построена небольшая лаборатория; в 1908 году построен 60-футовый, в 1912—150-футовый башенные солнечные телескопы. В 1928 году Хейл начал активно осуществлять идею создания 200-дюймового телескопа. Строительство этого рефлектора на горе Паломар вблизи обсерватории Маунт-Вилсон было завершено в 1948 году, и он был назван именем Хейла.
Хейл был также инициатором создания Калифорнийского технологического института, ставшего одним из самых известных учебных и научно-исследовательских центров США.
В 1895 году вместе с Джеймсом Килером основал журнал The Astrophysical Journal и был его редактором до 1935 года.