Delle poche opere che scrisse la più famosa venne pubblicata in Germania nel 1889 sotto il titolo di "Die Mikroorganismen der Mundhöhl" ("i microrganismi della bocca umana"), ancora oggi un classico della letteratura scientifica di questo ambito. La versione inglese venne poi pubblicata a Philadelphia nel 1890 con il titolo "The Microrganism of the Human Mouth". Essa non è soltanto più conosciuta dell'edizione tedesca, ma il suo testo era stato in parte rivisto oltre ad essere tradotto, e un intero nuovo capitolo venne aggiunto dall'autore. La peculiarità di questo libro è che esso rappresenta il primo grande tentativo di risolvere una serie di problemi dentali irrisolti attraverso un approccio scientifico, l'eziologia della carie, per la quale il libro è famoso, è solo uno di questi. Inoltre Miller fu il primo ad avanzare nel 1890 la teoria in base alla quale la carie era provocata dalla dissoluzione dentaria prodotta da un acido dovuto alla fermentazione dei carboidrati da parte della flora batterica propria del cavo orale. Questa è ora generalmente accettata come la verità fondamentale della "teoria chimico-parassitaria"; ma né Miller né i suoi seguaci sostenevano che questa teoria potesse spiegare tutti i fenomeni della carie dentale. La pubblicazione di questa opera cambiò radicalmente il "modus operandi" dei dentisti del tempo. Si passò, infatti, da un approccio di tipo interventista ad uno preventivo.