1978年，進入內蒙古大學學習，先后獲得學士和碩士學位。
1988年，獲得中國科學院物理研究所博士學位。
1989年 - 1998年，先后在德國馬普學會量子光學所、英國盧瑟福實驗室等科研單位工作。
1999年，回國，先后擔任中國科學院物理研究所研究員、博士生導師、光物理重點實驗室主任、副所長。
2003年，當選為中國科學院院士。
2003年，擔任中國科學院基礎科學局局長。
2006年 - 2017年，擔任上海交通大學校長。
2007年，當選為德國國家科學院院士。
2008年，當選為發(fā)展中國家科學院院士。
2011年，當選為英國皇家工程院外籍院士。
2012年，當選為美國國家科學院外籍院士。
2017年02月 - 2017年03月，擔任中國科學院副院長、黨組成員。
2017年03月 - 2018年06月，擔任中國科學院副院長、黨組成員，中國科學院大學黨委書記。
1999年，獲得“求是杰出青年學者獎”。
2001年，獲得“王大珩光學獎”。
2003年，獲得第八屆“饒毓泰物理獎”。
2004年，獲得“亞洲成就獎”。
2006年11月“何梁何利基金科學與技術進步獎”。
2006年，獲得“國家自然科學二等獎”。
2015年，獲得“愛德華·泰勒獎”。
2021年09月，獲得“未來科學大獎物質科學獎”。
