Nach dem Studium der Lebensmittelchemie an der Universität Erlangen/Nürnberg ging Michael Petz für ein Praktisches Jahr nach Regensburg an das Landesuntersuchungsamt für das Gesundheitswesen Nordbayern. 1976 folgte er seinem Doktorvater Prof. Hans-Peter Thier an die Uni Münster, promovierte bei ihm drei Jahre später und arbeitete anschließend am dortigen Institut für Lebensmittelchemie als Wissenschaftlicher Assistent.

Auf Einladung der neuseeländischen Regierung führte Michael Petz 1984 als „Post-Doc“ an einem Forschungszentrum („Wallaceville Research Centre”) des neuseeländischen Landwirtschaftsministeriums in Wellington/Upper Hutt Arbeiten zur Analytik von Makrolidantibiotika (eine Klasse von Antibiotika) durch. Drei Jahre später habilitierte er sich in Münster zum Thema „Entwicklung einer Multimethode zur Rückstandsbestimmung antibiotisch wirksamer Stoffe in Lebensmitteln“. 1988 kam er als Professur-Vertreter nach Wuppertal, im Jahr danach übernahm er das Lehr- und Forschungsgebiet Lebensmittelchemie.

Zu seinen Forschungsschwerpunkten an der Bergischen Universität gehörten u.a. die Entwicklung von Analysenmethoden zur Identifizierung und quantitativen Bestimmung von Tierarzneimittelrückständen in Lebensmitteln, Untersuchungen zum Metabolismus und zur Ausscheidungsdauer über Eier und Milch, wenn Arzneistoffe an Legehennen oder Milchkühe verabreicht wurden – sowie die Anwendung von optischen Biosensoren (Oberflächenplasmonresonanz) in der Lebensmittelanalytik.

Zuletzt widmete er sich schwerpunktmäßig der Chili-Forschung. Er untersuchte dabei insbesondere die Faktoren, die für die Schärfe verantwortlich sind. Ziel seiner Forschung, die er gemeinsam mit Kooperationspartnern in Peru und Bolivien durchführte: die biologische Vielfalt der Chili-Sorten sichern, sie charakterisieren und Premium-Sorten finden, die das Einkommen der Chili-Bauern in Bolivien und Peru verbessern sollen.

Neben seinem universitären Engagement, u.a. als Dekan, Mitglied des Senats sowie der Kommission für Struktur und Finanzen, war Petz in verschiedenen Funktionen tätig für die Deutsche Forschungsgemeinschaft, den Wissenschaftsrat, die Bundesregierung, das Bundesamt für Verbraucherschutz und das Bundesinstitut für Risikobewertung. Er war Mitglied des Wissenschaftlichen Präsidiums der Deutschen Gesellschaft für Ernährung, Obmann der Arbeitsgruppe „Pharmakologisch wirksame Stoffe“ und Vorsitzender des Regionalverbandes NRW der Lebensmittelchemischen Gesellschaft. Von ihr wurde er 2012 auch mit der Adolf-Juckenack-Medaille ausgezeichnet.