Ein besonderes Interesse Karlheinz Baumanns gilt den Schleimpilzen (Myxomyceten). Bereits einer seiner ersten Filme „Tierpflanze oder Pflanzentier“ – vor über dreißig Jahren gedreht – behandelte diese ungewöhnlichen Lebewesen. Baumann gilt als weltweit anerkannter Experte. Er kann mit ca. 4000 Schleimpilzen auf eine der umfangreichsten Sammlungen überhaupt verweisen. Das von ihm mit Hermann Neubert und Wolfgang Nowotny im Eigenverlag herausgegebene dreibändige Kompendium Die Myxomyceten Deutschlands und des angrenzenden Alpenraumes unter besonderer Berücksichtigung Österreichs gilt als Standardwerk.
Nach der kaufmännischen Ausbildung folgte eine Tätigkeit als selbständiger Kaufmann bis 1976. Bereits in der Jugend beschäftigte er sich mit Film und Fotografie. Erste vollständige Dokumentarfilme und Fotos veröffentlichte er in den 1970er Jahren. Seit 1977 arbeitet Baumann haupt- und freiberuflich als Produzent, Autor, Naturfilmer und -fotograf. Seither stellte er über 70 Filme her. Dabei waren die Schwerpunkte: Dokumentationen zu Orchideen, Pilzen, Myxomyceten (Schleimpilze, siehe „Als wären sie nicht von dieser Welt – Der unmögliche Lebenswandel der Schleimpilze“), Insekten sowie Tieren, Pflanzen und Ökologie der Schwäbischen Alb, Zeitraffer-Aufnahmen. Er fertigte auch Auftragsarbeiten u. a. für ZDF, WDR, SWR, NDR, Arte und das Institut für Film und Bild. Seit Jahren arbeitet er intensiv zusammen mit dem Wissenschafts-Redakteur Volker Arzt für verschiedene Fernseh-Produktionen (z. B. TERRA X), Veröffentlichungen u. a. in den Zeitschriften GEO, natur + kosmos, Kraut und Rüben; Buchpublikationen. Im Jahre 1992 gründete er den Karlheinz Baumann Verlag.
Hermann Neubert, Wolfgang Nowotny, Karlheinz Baumann, unter Mitarbeit von Heidi Marx: Die Myxomyceten Deutschlands und des angrenzenden Alpenraumes unter besonderer Berücksichtigung Österreichs. Band 2: Physarales. Karlheinz Baumann Verlag, Gomaringen 1995. (368 S., 208 Farbfotos, 165 Zeichnungen, 108 rasterelektromikroskopische Aufnahmen)
Hermann Neubert, Wolfgang Nowotny, Karlheinz Baumann, unter Mitarbeit von Heidi Marx: Die Myxomyceten Deutschlands und des angrenzenden Alpenraumes unter besonderer Berücksichtigung Österreichs. Band 3: Stemonitales. Karlheinz Baumann Verlag, Gomaringen 2000. (391 S., 180 Farbfotos, 221 Zeichnungen, 180 rasterelektromikroskopische Aufnahmen)
Peter Baumann, Karlheinz Baumann: Das Geheimnis der Orchideen. Hoffman u. Campe, Hamburg 1988.
Filme
Pilze
Die wunderbare Welt der Pilze.(ca. 45 Min.) Dokumentarfilm 2005, mit Volker Arzt
Insekten
Königin für einen Sommer. Organisation und Lebensweise eines einjährigen Inseketenstaates. (43 Min.); (Queen for a Summer. The fascinating Life of Bumble Bees.)
Das Eigenheim im Schneckenhaus. Organisation und Lebensweise solitär lebender Insekten. (13 Min.)
Im Libellenrevier. Revierverhalten der Prachtlibellen. (10 Min.)
… soweit die Flügel tragen Schmetterlinge auf Wanderschaft. (43 Min.) (As Far as Wings will Carry. Butterflies on the Tramp.)
Blütenpflanzen
Der Herr der Blüten. Einstieg in das Thema „Blütenpflanzen“. (43 Min.)
Der Aronstab. Das Kesselfallenprinzip sichert die Bestäubung durch kleine Insekten. (15 Min.)
Grüne Lippen. Verführungskünste der Orchideen. Die besonderen Bestäubungsmechanismen der Orchideen. (11 Min.)
Orchideen – blühende Fantasien. Die Vielfalt der Orchideen in Form, Farbe und Zeichnung. (11 Min.)
Ökologie
Leben nach dem Bergrutsch. Ein zerstörter Lebensraum wird neu besiedelt. (28 Min.)
Streuobst. Ein ökologisch wertvoller Lebensraum – die Streuobstwiese. (14 Min.)
Nisthilfe für Hautflügler. Ökologische Bedeutung der Wildbienen. (13 Min.)
Karlheinz Baumann, Jürgen Roller: Hengstparade in Marbach. Leistungs- und Unterhaltungsschau des Gestüts Marbach. (30 Min.)
Karlheinz Baumann, Jürgen Roller: Sanftmut, Rasse und Temperament – Das Vollblutaraberpferd. Die Zucht des Vollblutarabers im Landgestüt Marbach. (20 Min.)
Karlheinz Baumann, Volker Arzt: Die wunderbare Welt der Pilze. (DVD, 43 Min.)
Karlheinz Baumann, Jürgen Roller: Vom Streuobst zum Most. (DVD, 24 Min.)
Karlheinz Baumann, Volkmar Wirth: Flechten. Was sie sind – wie sie leben (DVD)
Preise, Auszeichnungen und Nominierungen
Bewertung von 14 Kurzfilmen mit dem Prädikat „besonders wertvoll“ durch die Filmbewertungsstelle in Wiesbaden