Heiner Niemann forscht auf dem Gebiet der Biotechnologie bei Nutztieren. In seiner Arbeit etablierte er den Embryotransfer, insbesondere beim Schwein, sowie die Kryokonservierung von Rinderembryonen. Darüber hinaus hat er mit seiner Arbeitsgruppe in verschiedenen Teilaspekten der Biotechnologie bei Nutztieren Pionierarbeiten geleistet. Dazu zählen die Aufklärung von Expressionsmustern bei Embryonen, die Züchtung transgener Schweine für die Xenotransplantation, die Etablierung des somatischen Kerntransfers beim Schwein und die Entdeckung von Kulturbedingungen, die eine Anreicherung von pluripotenten Zellen aus primären somatischen Zellkulturen erlauben. Seine Arbeitsgruppe zählt zu den international führenden Gruppen im Bereich der Biotechnologie bei Nutztieren.

Niemann wurde 1980 an der Tierärztlichen Hochschule Hannover promoviert, wo er sich 1989 auch habilitierte. Ab 1987 war er Leiter des Forschungsbereiches Biotechnologie im Institut für Tierzucht (FAL). Seit 2008 leitet Niemann das Institut für Nutztiergenetik des Friedrich-Loeffler-Instituts in Mariensee, seit 2016 ist er zugleich Honorarprofessor an der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH). Heiner Niemann ist seit 2008 Mitglied der Leopoldina in der Sektion Veterinärmedizin.

Mit der Hermann-von-Nathusius-Medaille ehrt die Deutsche Gesellschaft für Züchtungskunde (DGfZ) Persönlichkeiten, die sich auf dem Gebiet der Tierzucht und der Produktkunde besonders ausgezeichnet haben. Vor Heiner Niemann haben vier weitere Leopoldina-Mitglieder diese Auszeichnung erhalten.