L'attaquant allemand, âgé de 25 ans, s'est blessé lors du stage d'entraînement du club à Dubaï.
Arsenal a publié un communiqué confirmant la gravité de la blessure.
"Nous pouvons confirmer que Kai Havertz s'est blessé aux ischio-jambiers lors d'une séance d'entraînement à Dubaï la semaine dernière", a déclaré le club.
"Les évaluations ultérieures et les examens des spécialistes ont confirmé que la blessure nécessitera une intervention chirurgicale, qui aura lieu dans les prochains jours."
"Peu après l'opération, Kai entamera son programme de récupération et de rééducation, qui devrait s'étendre à la préparation de la saison prochaine."
Arsenal, deuxième de la Premier League ces deux dernières saisons, compte sept points de retard sur le leader Liverpool à 14 journées de la fin du championnat.
Le manager Mikel Arteta est confronté à un énorme casse-tête après que les Gunners n'ont pas renforcé leurs options offensives lors de la dernière fenêtre de transfert.
Arsenal n'a pas réussi à recruter Ollie Watkins d'Aston Villa le mois dernier.
Havertz était censé mener l'attaque d'Arsenal jusqu'à la fin de la saison.
Gabriel Jesus, blessé au ligament croisé antérieur le mois dernier, est forfait pour la saison.
Bukayo Saka est absent depuis décembre, mais on espère que l'international anglais, qui a voyagé avec ses coéquipiers au Moyen-Orient, pourra revenir le mois prochain.
Gabriel Martinelli risque également d'être mis sur la touche après avoir été contraint de quitter le terrain lors de la demi-finale retour de la Coupe de la Ligue perdue par Arsenal à Newcastle la semaine dernière.
Les Gunners ne disposent donc plus que de Leandro Trossard, Raheem Sterling et Ethan Nwaneri en tant qu'attaquants reconnus.