Vlastimil Karlík se ochraně přírody věnuje od konce 90. let v různých nevládních organizacích. Na národní i mezinárodní úrovni se zabývá především ochranou a obnovou vodních toků a mokřadů a ochranou biodiverzity. V současné době působí v Koalici pro řeky ve sdružení Arnika, které spoluzakládal. Je dlouholetým porotcem soutěže Adapterra Awards.