Jako profesor na Uniwersytecie Tokio, wykształcił około 800 studentów. Wśród jego uczniów byli m.in. Kinnosuke Miura i Hiroshi Kawahara. Początkowo nauczał fizjologii, potem zastąpił Albrechta Ludwiga Agathona Wernicha, przebywającego w Japonii od 1874, wykładając medycynę wewnętrzną i ginekologię.
Latem 1899 Bälz zwiedził Seul i Pusan, prowadząc badania etnologiczne. Od 22 kwietnia do 3 lipca 1903 roku ponownie wyjechał do Korei i razem z Richardem Wunschem przedsięwziął wyprawę do jej interioru. Publikował głównie w wydawanym w Jokohamie periodyku „Mitteilungen für Natur – und Völkerkunde Ostasiens”.
W 1902 Bälz został nadwornym lekarzem cesarza Mutsuhito. Podczas pobytu w Japonii leczył najbardziej wpływowych polityków, między innymi premierów Itō Hirobumi i Yamagatę Aritomo. Za sprawą Bälza gorące źródła w Kusatsu (200 km od Tokio) stały się jednym z najbardziej popularnych kurortów w Japonii. W 1905 roku powrócił do Niemiec; w 1911 został członkiem Leopoldinywpis na listę członków Leopoldiny, zmarł w 1913 na chorobę serca. W 2000 roku w Kusatsu otworzono muzeum poświęcone Bälzowi.