Pada tingkat tim nasional bersama Jerman Barat, ia mencetak 68 gol dalam 62 penampilan, dan di level klub, setelah 15 tahun bersama Bayern München, ia mencetak rekor 365 gol dalam 427 pertandingan Bundesliga dan rekor internasional 66 gol dalam 74 pertandingan klub Eropa. Dengan rata-rata lebih dari satu gol dalam satu pertandingan bersama Jerman Barat, Müller berada di urutan ke-21 dalam daftar pencetak gol internasional terbanyak sepanjang masa, meskipun begitu ia memainkan lebih sedikit pertandingan daripada setiap pemain lain yang berada di urutan 48 besar. Di antara pencetak gol terbanyak, ia berada diurutan tertinggi ketiga dalam hal rasio gol per pertandingan.
Dijuluki sebagai "Bomber der Nation" atau hanya "Der Bomber", Müller dinobatkan sebagai Pemain Terbaik Tahunan Eropa 1970. Setelah musim yang sukses di Bayern München, ia mencetak sepuluh gol di Piala Dunia FIFA 1970 untuk Jerman Barat di mana ia menerima Sepatu Emas sebagai pencetak gol terbanyak turnamen tersebut. Pada tahun 1972, ia memenangkan Kejuaraan Eropa UEFA dan menjadi pencetak gol terbanyak, mencetak dua gol di final. Dua tahun kemudian, ia mencetak empat gol di Piala Dunia 1974, termasuk gol kemenangan di final.
Müller memegang rekor pencetak gol terbanyak sepanjang masa di Piala Dunia dengan 14 gol selama 32 tahun. Pada tahun 1999, Müller menduduki peringkat kesembilan dalam pemilihan Pemain Terbaik Eropa Abad Ini yang diadakan oleh Federasi Sejarah & Statistik Sepak Bola Internasional (IFFHS), dan ia terpilih sebagai pemain ke-13 dalam pemilihan Pemain Terbaik Dunia Abad Ini versi IFFHS. Pada tahun 2004, Pelé memasukkan nama Müller dalam FIFA 100, daftar 100 pemain terhebat dunia yang masih hidup.