Egli è ricordato per la ricerca fatta a Görlitz con il suo socio Ewald Hecker (1843-1909) che coinvolgeva gli studi di nosografia. Nelle loro analisi dei disturbi mentali, Kahlbaum e Hecker hanno introdotto un sistema di classificazione della quale descrivono il distimia, ciclotimia, la catatonia, parafrenia e ebefrenia. Nella loro ricerca sono stati pionieri nell'applicazione delle pratiche cliniche moderne nello studio di salute mentale.