本科毕业于西北工业大学,获清华大学硕士学位、美国布朗大学博士学位,中国科学院院士,发展中国家科学院院士。1978-2004年在清华大学任教,曾任工程力学系主任、校学术委员会主任等职。1999-2004年任教育部长江学者特聘教授。2004-2006年任国务院学位办主任。2006-2013年任浙江大学校长。2013年2月起任国家自然科学基金委员会主任。
从事断裂力学、细观与纳米力学研究。在宏微观断裂方面,解出动态分层和跨音速分层的裂尖奇异场;提出电致断裂、电致疲劳裂纹控制和电致畴变增韧的模型;担任过亚太断裂学会主席。在细观与纳米力学方面,撰写英文专著《细观塑性及应用》,并在纳米晶体塑性理论和纳米结构的数值模拟等方面做出新工作;现任IUTAM微纳米力学工作委员会主席。成果《固体材料的宏细观本构理论与断裂》获得国家自然科学三等奖;成果《铁电陶瓷的力电耦合失效与本构关系》获得国家自然科学二等奖(均为第一完成人)。获得何梁何利奖、周培源力学奖、获得国际工程科学学会的Eric Reissner奖和ASME的Calvin Rice奖。发表学术论著11部,国际期刊论文200余篇,被SCI引用超过2600次。
曾任中国力学学会理事长(第十届)、副理事长(第六届、第七届、第九届),《力学学报》与Acta Mechanica Sinica主编,国际理论与应用力学联合会(IUTAM)执行局执委等。