Han arbeidet i 1859 som laboratorieassistent for professor Friedrich Wöhler ved Georg-August-universitetet i Göttingen. Universitetet hadde fått 15 kg kokablader fra Novaraekspedisjonen, en forskningsekspedisjon. Niemann utvant fra kokabladene en substans med krystallisk virkestoff som han gav navnet . Han beskrev etter eksperimenter på seg selv kokainets lokalbedøvende effekt. Paolo Mantegazza hadde gjort den samme oppdagelse omtrent samtidig.