1962年，毕业于南京大学。
1966年，从中国科学院地质研究所、地球化学研究所研究生毕业之后，进入中国科学院地球化学研究所担任助理研究员。
1985年，进入中国科学院黄土与第四纪地质国家重点实验室工作，先后担任副研究员、研究员、实验室主任。
1991年，当选为中国科学院院士。
1996年，担任中国科学院西安分院院长。
1999年，担任中国科学院地球环境研究所所长。
2000年，当选为第三世界科学院院士。
2006年，授聘为复旦大学双聘院士。
2016年，当选为美国国家科学院外籍院士。
1991年，荣获“国家自然科学奖二等奖”、“青海省科技进步二等奖”。
1994年，项目《黄土与古季风》荣获“陕西省科技进步一等奖”。
1999年，荣获“国家自然科学奖三等奖”。
1999年，项目《西安市大气颗粒物污染及控制》荣获“陕西省科技进步奖一等奖”。
2000年，项目《我国干旱半干旱区十五万年来环境演变的动态过程及发展趋势》荣获“国家自然科学奖二等奖”。
2001年，项目《全球增温的历史相似型与14C年代学研究》荣获“陕西省科技进步奖一等奖”。
2008年，项目《晚中新世以来东亚季风气候的历史与变率》荣获“国家自然科学奖二等奖”。
2008年，荣获“陈嘉庚科学奖”。
2011年，荣获美国沙漠研究所“杰出国际科学家奖”。
2012年，项目《黄土和粉尘等气溶胶的理化特征、形成过程与气候环境变化》荣获“国家自然科学奖二等奖”。
2016年，项目《亚洲季风变迁与全球气候的联系》荣获“国家自然科学奖二等奖”。
2020年07月，荣获“2019年度陕西省最高科学技术奖”。
