Heuglin recibió educación como ingeniero de minas, pero su ambición de ser un científico e investigar regiones desconocidas le llevó a estudiar ciencias naturales y en particular zoología.
En 1852 acompañó Christian Reitz, cónsul de Austria en Jartum, en un viaje a Abisinia.
Mientras estuvo en este puesto viajó a Abisinia y Kordofán, recogiendo valiosos especímenes para las ciencias naturales.
En 1860 fue elegido para liderar una expedición para buscar a Eduard Vogel, siendo sus compañeros Werner Munzinger, Gottlob Kinzelbach, y Hermann Steudner.
Cuando murió en Stuttgart se encontraba preparando una expedición a la isla de Socotra.