1978年至1982年，在浙江大学地质系地球化学专业学习。
1982年至1985年，硕士研究生就读于中国科学院地质研究所古生物学及地层学专业。
1985年至1988年，博士研究生就读于中国科学院地质研究所古生物学及地层学专业。
1988年至1996年，担任中国科学院地质研究所助理研究员、副研究员、研究员。
1996年至1999年，担任中国科学院地质研究所第四纪地质学研究室副主任。
1999年至2000年，担任中国科学院地质与地球物理研究所常务副所长。
2000年至2007年，担任中国科学院地质与地球物理研究所所长。
2005年，当选为中国科学院院士。
2007年至2008年，担任民盟中央副主席、中国科学院地质与地球物理研究所研究员。
2008年至2017年，担任民盟中央副主席、中国科学院副院长、中国科学院大学校长。
2017年至2018年，担任民盟中央主席、中国科学院副院长、中国科学院大学校长。
2018年至2020年，担任第十三届全国人大常委会副委员长、民盟中央主席、中国科学院副院长。
2021年至2023年，担任第十三届全国人大常委会副委员长、民盟中央主席、欧美同学会（中国留学人员联谊会）会长。
2023年起，担任第十四届全国人大常委会副委员长、民盟中央主席、欧美同学会（中国留学人员联谊会）会长，中国和平统一促进会第十届理事会副会长。
1997年，获得第一届“中国第四纪优秀青年科学家奖”。
2002年，获得第五届“中国青年科学家奖”。
2002年，获得第一届“黄汲清青年地质科学技术奖”。
2003年，获得“何梁何利基金科学与技术进步奖”。
1、详细划分了中国黄土地层，并对其古气候记录进行了系统的研究，成果分别发表在Paleoceanography、QSR和QI等杂志上，并得到广泛引用。此外，还进一步将五个黄土剖面的古气候曲线综合在一起，给出2.6Ma以来中国黄土古气候变化的代表性曲线。
2、东亚古季风演变动力机制研究，从理论上提出晚更新世时期东亚古季风变化的全球冰量驱动观点，并在QR和Annual Reviewof Earthand Planetary Sciences发表。
3、黄土高原第三纪红粘土成因及古气候记录研究，提供了红粘土为风成成因的大量新证据，初步恢复了晚第三纪时期黄土高原的气候演变历史。
4、发现中国北方黄土剖面粒度所记录的偏北和西北向风力强度变化与米兰科维奇周期同相位，尤其是在10万年的偏心率周期上，即冰盛期时风力强度最大。
