Один из основателей экологии: издал первую книгу об экологии растений («Экологическая география растений», 1896), прочитал первый университетский курс экологии, создал концепцию экологии.
Один из основоположников экологической морфологии растений, связывал распространение растений с определенными условиями существования. Развил учение о «жизненных формах», под которыми понимал «форму, в которой вегетативное тело растения (индивида) находится в гармонии с внешней средой в течение всей его жизни от колыбели до гроба, от семени до отмирания». Считал, что объектами ботанико-экологического исследования должны быть жизненные формы, сообщества и классы сообществ; сообщество — основное подразделение, характеризующееся тремя чертами: определённой физиономией, определённой экологией и определённым набором жизненных форм. В 1895 году ввёл в ботанику термин «эфармония» и предложил эфармоническую классификацию жизненных форм растений.
Написал немалое количество работ по ботанике, биогеографии, экологии, морфологии, истории развития и систематике растений. Переведённые на многие языки, они оказали существенное влияние на развитие ботаники и экологии в целом.
В России были широко распространены учебники Варминга «Систематика растений» (1879, русский перевод 1893) и «Растение и его жизнь» (1900, русский перевод 1904).
Жизненный и научный путь
В 1859 году начал изучать естественную историю в Копенгагенском университете, но покинул его на три с половиной года (1863—1866), чтобы работать помощником датского палеонтолога и зоолога Петера Вилхелма Лунда, который жил в тропических лесах Бразилии, в Лагоа-Санта.
По возвращении в Европу год изучал ботанику в Мюнхенском университете у Негели, Марциуса и Радлькофера, а в 1871 году — микробиологию в Боннском университете у фон Ханштайна. В том же году защитил докторскую диссертацию в Копенгагене.
Место профессора ботаники Копенгагенского университета было свободно в связи со смертью А. С. Эрстеда, и Варминг был наилучшим кандидатом на замещение этой должности, однако, оно было отдано Фердинанду Дидрихсену. Варминг стал доцентом ботаники в этом университете, а также в политехническом и фармацевтическом колледже (1873—1882).
С 1882 по 1886 год Варминг — профессор ботаники Стокгольмской высшей школы (позднее переименованной в Стокгольмский университет).
В то время он участвовал в экспедициях по изучению норвежских провинций: в 1884 году — на Западную Гренландию, в 1885 году — на север Норвегии, в провинцию Финнмарк, в 1887 году — в центральную провинцию Опланн.
В 1885 году Варминг стал профессором ботаники Копенгагенского университета и директором ботанического сада в Копенгагене (до 1911 года).
В 1891—1892 годах последовали экспедиции в Венесуэлу, на Тринидад, на Виргинские острова (тогда — Датская Вест-Индия), в 1895 году — на Фарерские острова.
С 1878 года до своей кончины Варминг состоял членом Датской Королевской академии наук.
Он был президентом Международной ассоциации ботаников (с 1913 года; фр. Association internationale des botanistes), почётным членом Лондонского королевского общества, почётным членом Датского ботанического общества, рыцарем датского ордена Данеброг I степени, английского Королевского Викторианского ордена и бразильского Имперского ордена Розы.
