1978年09月至1982年07月，在復旦大學化學系學習，獲理學學士學位。
1982年09月至1987年10月，為復旦大學化學系碩博連讀研究生，獲理學博士學位。
1987年10月至1989年08月，在復旦大學化學系任教。
1989年08月至1995年05月，獲德國洪堡基金和馬普基金資助，在德國馬普協(xié)會Fritz-Haber研究所進行合作研究。
1995年05月，回國后任中國科學院大連化學物理研究所研究員、中國科學院研究生院（現(xiàn)中國科學院大學）教授。
1997年08月至2000年08月，先后任中國科學院大連化學物理研究所所長助理和副所長。
2000年08月至2007年02月，任中國科學院大連化學物理研究所所長。
2003年至2015年，兼任中國科學技術大學化學物理系主任。
2009年03月至2014年05月，任中國科學院沈陽分院院長。
2009年，當選為中國科學院院士。
2013年，任中國科學院大連化學物理研究所學術委員會主任。
2015年07月至2017年06月，任復旦大學常務副校長。
2017年06月至2024年10月，任中國科學技術大學校長。
2005年，項目《甲烷直接催化脫氫轉化為芳烴和氫新反應的研究》榮獲“國家自然科學二等獎”。
2009年，項目《界面和納米催化中的限域原理》榮獲“遼寧省自然科學一等獎”。
2012年，榮獲“何梁何利科技進步獎”。
2015年，榮獲“周光召基金會基礎科學獎”。
2015年，榮獲“中國科學院杰出成就獎”。
2018年，項目《納米限域催化及其在甲烷直接轉化中的應用》榮獲“陳嘉庚化學科學獎”。
2020年，項目《納米限域催化》榮獲“國家自然科學一等獎”。
