1978年，在兰州大学地质地理系自然地理学专业本科毕业。
1982年01月，从兰州大学地理系硕士研究生毕业后在兰州大学地理系任教。
1983年03月，进入中国科学院兰州冰川冻土研究所攻读博士学位，师从施雅风院士。
1984年07月，赴美国参加俄亥俄州立大学主办的"极地与高山冰川学夏季研究"培训班。
1986年，获得中国科学院北京地理研究所自然地理学博士学位。
1987年 - 1988年05月，进入法国格勒诺贝尔大学冰川与环境一球物理所，进行博士后研究工作。
1988年06月 - 1989年01月，前往美国俄亥俄州立大学伯德极地研究中心学习与工作。
1990年04月，进入中国科学院兰州冰川所（寒区旱区环境与工程研究所）工作。
1993年 - 1994年，以访问学者身份前往法国原子能中心气候与环境研究实验室。
1995年06月 - 1999年06月，担任中国科学院兰州冰川冻土研究所副所长。
1995年 - 1997年，担任美国俄亥俄州立大学访问学者。
1999年06月 - 2001年11月，担任中国科学院寒区旱区环境与工程研究所副所长。
2001年11月 - 2003年06月，担任中国科学院寒区旱区环境与工程研究所所长。
2003年，担任中国科学院青藏高原研究所研究员。
2005年，担任国家973计划首席科学家。
2007年，当选为中国科学院院士。
2014年，中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心成立，担任中心主任。
2017年10月10日，当选中国科学院留学人员联谊会（中国科学院欧美同学会）第一届理事会会长。
2021年01月22日，当选欧美同学会（中国留学人员联谊会）第八届理事会副会长。
2022年，担任第二次青藏高原综合科学考察研究队队长。
1992年，带领研究团队在“第三极”钻取了超过300米的透底冰芯，创造南北极之外最深的冰芯世界纪录。
1997年，带领研究团队在海拔7000多米处钻取了透底冰芯，创造海拔最高的冰芯世界纪录。
2001年，荣获“何梁何利基金科学与技术进步奖”。
2006年，荣获“全国优秀科技工作者”称号。
2017年05月25日，荣获“全国创新争先奖”。
2017年，荣获瑞典人类学和地理学会“维加奖”。
1996年，项目《国际横穿南极考察冰川学研究》荣获“中国科学院自然科学一等奖”。
1997年，项目《国际横穿南极考察冰川学研究》荣获“国家自然科学三等奖”。
1999年，项目《古气候和古环境研究》荣获“国家自然科学四等奖”。
2000年，项目《气候变化和趋势、湖泊和海平面》荣获“中国科学院自然科学一等奖”。
2014年，项目《青藏高原冰芯高分辨率气候环境记录研究》荣获“国家自然科学奖二等奖”。
