1978年，进入内蒙古大学学习，先后获得学士和硕士学位。
1988年，获得中国科学院物理研究所博士学位。
1989年 - 1998年，先后在德国马普学会量子光学所、英国卢瑟福实验室等科研单位工作。
1999年，回国，先后担任中国科学院物理研究所研究员、博士生导师、光物理重点实验室主任、副所长。
2003年，当选为中国科学院院士。
2003年，担任中国科学院基础科学局局长。
2006年 - 2017年，担任上海交通大学校长。
2007年，当选为德国国家科学院院士。
2008年，当选为发展中国家科学院院士。
2011年，当选为英国皇家工程院外籍院士。
2012年，当选为美国国家科学院外籍院士。
2017年02月 - 2017年03月，担任中国科学院副院长、党组成员。
2017年03月 - 2018年06月，担任中国科学院副院长、党组成员，中国科学院大学党委书记。
1999年，获得“求是杰出青年学者奖”。
2001年，获得“王大珩光学奖”。
2003年，获得第八届“饶毓泰物理奖”。
2004年，获得“亚洲成就奖”。
2006年11月“何梁何利基金科学与技术进步奖”。
2006年，获得“国家自然科学二等奖”。
2015年，获得“爱德华·泰勒奖”。
2021年09月，获得“未来科学大奖物质科学奖”。
