Так, он доказал в 1974 противоречивость формального определения правдоподобности научных теорий, предложенного Поппером в книге «Предположения и опровержения» (1963), и вместе с тем предложил несколько способов уточнения определения понятия правдоподобности. В работах Миллера получила дальнейшее развитие и попперовская интерпретация теории вероятностей как предрасположенностей. Ему принадлежит ряд логических и метаматематических результатов, в частности доказательство (совместно с Поппером) того, что вероятностное подтверждение не является индуктивным, а также в аксиоматизации теории вероятностей и др.