Marc Hoetzel est ingénieur général des Ponts, des eaux et des forêts. Il a travaillé au sein de l'Agence de l'eau Rhin-Meuse en tant que directeur adjoint, chargé des affaires techniques de 2000 à 2006. Il est ensuite nommé directeur départemental délégué à la direction régionale et départementale de l'agriculture et de la forêt (Draf) de Haute-Normandie, puis directeur départemental de l'équipement et de l'agriculture au sein du même département.
En 2010, il devient directeur départemental des territoires et de la mer de la Seine-Maritime. Un an plus tard, Marc Hoeltzel prend en charge la direction régionale de l'environnement, de l'aménagement et du logement (Dreal) de la région Alsace.