1982年1月毕业于大连工学院机械系并获学士学位，1987年在大连理工大学材料系获硕士学位，1996年在日本东北大学获博士学位。曾任中国科学院分子纳米结构与纳米技术重点实验室主任，中国科学院化学研究所所长，中国科学院分子科学中心主任，北京分子科学国家实验室（筹）主任，中国科学技术大学校长，国务院学位委员会委员等职。

长期从事表面物理化学、电化学、能源材料与电源、纳米科学技术等相关基础科学和应用研究。发展了电化学扫描探针显微技术，研究了电化学反应及能源材料表界面物理化学过程，揭示了电极表面分子吸附、组装和结构转变规律。致力于能源和环境纳米材料制备方法学、材料结构和性能关系的研究，提出了控制纳米材料形貌结构的方法和理论以及材料合金化技术，成功制备了高性能锂/钠离子电池、太阳能电池、燃料电池等。发表学术论文400余篇，出版《电化学扫描隧道显微术及其应用》、《固体表面分子组装》等学术专著。现任《中国科学 化学》主编， JACS执行主编等。获北京市科学技术一等奖、国家自然科学二等奖、发展中国家科学院化学奖、何梁何利基金科学与技术进步奖等科技奖励。

当选为中国共产党第十八届中央委员会候补委员，第十九届、二十届中央委员会委员，第十四届全国人大常委会委员、华侨委员会副主任委员。中华全国归国华侨联合会第九届、十届、十一届主席、党组书记等。