1979年09月至1983年07月,就读于上海铁道大学(现同济大学)电气工程系电气工程专业,毕业并获得学士学位。
1983年07月至1986年12月,担任铁道部资阳内燃机车厂柴油机分厂助理工程师。
1986年12月至1995年12月,担任西南政法大学司法鉴定中心助理工程师。
1988年03月至1989年03月,担任英国思克莱德大学化学系访问学者。
1989年03月至1992年10月,就读于英国思克莱德大学化学系法医科学专业,毕业并获得博士学位。
1992年11月至1993年03月,在英国思克莱德大学化学系司法医科专业从事博士后研究工作。
1993年04月至1994年11月,在英国阿伯丁大学分子及细胞生物学系从事博士后研究工作。
1994年11月至1996年06月,在美国宾夕法尼亚大学病理及实验室医学系从事博士后研究工作。
1996年06月至1996年11月,担任美国宾夕法尼亚大学医学院研究助理教授。
1996年12月至1999年03月,担任美国Nanogen公司资深科学家暨工程师、首席科学家暨工程师及首席研究员,美国AVIVA公司技术总监。
1999年03月,担任清华大学生物医学工程系讲席教授、博士生导师。
2000年09月,担任生物芯片北京国家工程研究中心主任。
2009年,当选为中国工程院院士。
2015年,当选为国际欧亚科学院院士。
2019年,被聘为中国医学科学院学部委员。
2020年,当选为中国中医科学院学部委员。
2024年03月,当选美国医学与生物工程院会士。
2003年,获“全国留学回国人员先进个人”称号。
2004年,获“杰出青年成果转化奖”。
2004年,获“中国青年科技奖”。
2008年,获第一届“谈家桢生命科学奖(创新奖)”。
2008年,获“何梁何利基金科学与技术创新奖(青年创新奖)”。
2010年,获首届中国留学人才归国创业腾飞奖“十大杰出人物”称号。
2014年,获“中国科学年度新闻人物”称号。
2014年,获第十届“光华工程科技奖(工程奖)”、首届“中国杰出工程师奖”。
2016年,获第九届“谈家桢生命科学奖(成就奖)”。
2016年,被评为“北京十大榜样”。
2018年,获中国出生缺陷干预救助基金会“科学技术奖”、首届“转化医学杰出贡献奖”。
2020年,获“北京市抗击新冠肺炎疫情先进个人”、第二届“全国创新争先奖”。