Фамилия Михаель — редкий для России случай, когда иностранное имя попало в русский быт почти без изменений. В основе лежит древнееврейское имя Михаэль (מִיכָאֵל), означающее «кто как Бог». Это одна из библейских форм, которая в западноевропейской традиции сохранила конечное «-ель», тогда как в славянских языках имя превратилось в Михаил. Носители фамилии Михаель — это, скорее всего, потомки выходцев из немецкоязычных земель, Прибалтики или еврейских общин, где имя не русифицировали.

Словообразовательно фамилия стоит особняком. В русской системе фамилий суффиксы -ов, -ин, -ский показывают принадлежность («чей сын?»). Михаель же — это чистая основа, без патронимического суффикса. Такая модель характерна для остзейских немцев и евреев-ашкеназов, которые в Российской империи долго сохраняли написание и произношение фамилий на языке оригинала. В документах XIX века фамилия могла писаться через «h» (Michael) или по-русски «Михель», но форма «Михаель» выдаёт именно западное, а не славянское происхождение.

Географически фамилия встречается в западных губерниях Российской империи — на территории современной Украины, Беларуси, в Прибалтике, а также в Поволжье, куда в XVIII веке приглашали немецких колонистов. В метрических книгах лютеранских приходов Санкт-Петербурга и Москвы фамилия фиксируется с середины XVIII столетия. В советское время часть носителей русифицировала фамилию до Михайлов или Михайленко, но некоторые ветви сохранили исходное звучание.

Стоит отличать фамилию Михаель от русской фамилии Михеев. Михеев образована от канонической формы Михей (древнееврейское «подобный Богу»), а Михаель — прямой западный вариант того же корня. В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» подобные случаи описаны как «фамилии на иностранных языках», которые не встраиваются в стандартную восточнославянскую модель. Поэтому носитель фамилии Михаель с высокой вероятностью имеет предков из немецких колонистов, балтийских немцев или евреев, а не из крестьян центральной России.