Bevor die Kryo-ET entwickelt wurde, basierten Erkenntnisse über Zellmoleküle auf der isolierten Betrachtung einzelner Komponenten (in vitro). Allerdings interagieren Moleküle in ihrer natürlichen Umgebung auch mit anderen Zellbausteinen, sodass bei der isolierten Betrachtung im Reagenzglas komplexere Molekülinteraktionen nicht erfasst werden konnten. Wolfgang Baumeister entwickelte einen neuen Ansatz, bei dem ganze Zellproben schockgefroren und anschließend dreidimensional dargestellt werden. Bei dieser Methode besteht die Herausforderung darin, die Makromoleküle in der unüberschaubaren Vielzahl zellulärer Strukturen zu finden. Baumeister nutzte dafür das sogenannte Template-Matching. Hierbei werden computergestützt bekannte Zellstrukturen mit den gewonnen Bilddaten abgeglichen. Über den Ansatz des fokussierten Ionenstrahlfräsens (FIB-Fräsen) entwickelten Baumeister und sein Team zudem ein Verfahren, mit dem auch größere Zellen mittels Kryo-ET betrachtet werden können. Hierbei wird das Probenmaterial präzise abgeschliffen. Mit der Entwicklung und Verbesserung der Kryo-ET begründete Baumeister das Forschungsfeld der Strukturbiologie in situ, also im natürlichen Kontext des Systems.
Wolfgang Baumeister studierte Biologie, Chemie und Physik an der Universität Münster und der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn. 1973 wurde er an der Heinrich-Heine-Universität (HHU) Düsseldorf promoviert und 1978 im Fach Biophysik habilitiert. 1983 wurde Baumeister Gruppenleiter am Max-Planck-Institut für Biochemie (MPIB) in Martinsried. Parallel zur Tätigkeit am MPIB erhielt er 1984 eine außerplanmäßige Professur an der HHU und 1987 an der Technischen Universität München (TUM). 1988 wurde er zum Direktor am MPIB ernannt. Seit 2022 ist er hier Emeritus Direktor. Als Gastwissenschaftler nahm Baumeister Stationen in den USA (California Institute of Technology) und Kanada (Canadian Institute for Advanced Research) wahr. Seit 2023 ist er Distinguished Professor sowie Direktor des Kryo-ET Zentrums an der ShanghaiTech University in China. Für seine Forschung wurde Wolfgang Baumeister bereits mit zahlreichen Preisen ausgezeichnet – darunter die Otto-Warburg-Medaille der Gesellschaft für Biochemie und Molekularbiologie (1998), der Louis-Jeantet-Preis für Medizin der Louis-Jeantet-Stiftung (Schweiz) (2003), die Schleiden-Medaille der Leopoldina (2005), den Harvey Prize in der Kategorie Science and Technology des Technion Haifa (Israel) (2005) sowie der Alexander Hollaender Award in Biophysics der National Academy of Sciences (USA) (2022).
Der mit 1,2 Mio. US-Dollar dotierte Shaw Prize gilt neben dem Japan Prize als eine der wichtigsten wissenschaftlichen Auszeichnungen Asiens. Im Jahr 2002 vom chinesischen Medienunternehmer Run Run Shaw gestiftet, wird der Preis seit 2004 jährlich in den Kategorien Astronomie, Mathematik sowie Lebenswissenschaften und Medizin vergeben. Neben Wolfgang Baumeister sind bereits andere Leopoldina-Mitglieder mit dem Shaw Prize ausgezeichnet worden, beispielsweise der Chemiker und Molekularbiologe Patrick Cramer (2023) sowie der Neurowissenschaftler Gero Miesenböck und der Biophysiker Peter Hegemann (beide im Jahr 2020).