Charteris lämnade Newport Gwent Dragons för Perpignan 2012 och undertecknade sedan för Racing 92 2014.
Den 62-cap, 6ft 9in spelaren är ur kontraktet i slutet av säsongen 2015-16 och skulle sedan gå med i Premiership Club.
Gloucester hade också haft diskussioner med 32-åringen, medan Drakarna hade hoppats på att skriva om honom.
Racing och Wales scrum-halv Mike Phillips tror Charteris "avgång skulle vara ett slag för den franska klubben.
"Om vi förlorar hans talanger så är det uppenbarligen en enorm förlust. Han är en av Wales bästa spelare för tillfället, "sade han.
"Det finns inte många 6ft 9in killar som kan göra så många tacklingar som han gör - 18 eller 20 tacklingar [ett spel].
"Han bär bollar, han skramlar bra, han kan göra allt på rugbyfältet och är en sådan idrottare."
Newport Gwent Dragons tränare Kingsley Jones sade att de skulle vilja skriva om Charteris, men fruktade att de skulle bli överbjudna av engelska och franska klubbar.
Bath har redan ett Wales lås i sin trupp. Dominic Day gick med i klubben 2012 och undertecknade ett avtal förlängning med dem i januari 2015.
I oktober, förra säsongens Premiership löpare-up missade på undertecknandet av Dragons back-row framåt Taulupe Faletau efter Wales tränare Warren Gatland blockerade flytten.
Wales flyghalva Rhys Priestland är också på Bath och koncentrerar sig på sin klubbkarriär under ett sabbatsår från Test rugby.
Wales andra raden Luke Charteris är inställd på att gå Bath från Racing 92 på ett treårigt kontrakt.