1981年09月 - 1985年07月，就读于华中工学院（现华中科技大学）机械工程系大学本科，获得学士学位。
1985年09月 - 1987年06月，就读于华中工学院（现华中科技大学）机械工程系硕士研究生，获得硕士学位。
1987年09月 - 1990年06月，就读于华中理工大学机械工程系博士研究生，获得博士学位。
1990年06月 - 1992年11月，博士毕业后留在华中理工大学机械工程系工作。
1990年11月 - 1992年11月，在清华大学光学工程博士后科研流动站从事研究工作。
1992年12月，博士后出站后在清华大学精密仪器系工作。
1994年，晋升教授。
1994年 - 2005年，担任清华大学精密仪器系副主任。
1998年10月 - 2000年03月，担任英国萨里大学空间中心访问教授。
2005年 - 2007年，担任清华大学精密仪器系主任。
2005年，入选国家“新世纪百千万人才工程”。
2007年 - 2012年，担任清华大学机械工程学院第三任院长。
2012年 - 2014年，担任清华大学精密仪器系主任。
2013年12月19日，当选中国工程院院士。
2014年 - 2015年，担任清华大学校长助理。
2014年，扬州市产业技术研究院成立，受聘担任院长。
2015年09月 - 2021年10月，担任清华大学党委常委、副校长。
2015年，担任清华大学学科规划与建设办公室主任。
2021年05月，担任中国科学技术协会第十届全国委员会副主席。
2021年10月至今，担任华中科技大学常委副书记、校长（副部长级）。
1996年，荣获“国家教育委员会科学技术进步二等奖”。
2003年，荣获“北京市科学技术奖二等奖”。
2004年，荣获“国防科学技术二等奖”。
2004年，荣获“北京市科学技术奖二等奖”。
2007年，项目《空间微系统及纳型卫星》荣获“国家科学技术进步奖二等奖”。
2008年，项目《新型超级电容器及其应用》荣获“北京市科学技术奖二等奖”。
2011年，项目《基于微米纳米技术的新型超级电容器及其实现》荣获“国家技术发明奖二等奖”。
2012年，项目《先进空间光学姿态敏感器技术》荣获“国家技术发明奖二等奖”。
2016年，项目《空间微系统与微纳卫星》荣获“第四届中国出版政府奖”（图书奖）。
2019年，项目《先进MEMS卫星设计制造关键技术及应用》荣获“国家技术发明奖二等奖”。
2020年，荣获“中国仪器仪表学会技术发明奖一等奖”。
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