1980年 - 1987年，就讀于北京大學力學系，獲學士和生物工程專業碩士學位。同時輔修生物學系生理學專業，獲第二學士學位。
1987年 - 1989年，任教于北京大學無線電電子學系。
1993年，發現并命名細胞鈣信號的基本單位——“鈣火花”。
1995年，獲美國馬里蘭大學醫學院博士學位。
1998年，在北京大學組建細胞鈣信號研究室。
2000年，獲聘擔任教育部長江特聘教授。
2004年，獲聘擔任美國NIH老年研究所終身資深研究員。
2005年，在國家985工程支持下，歸國并開始參與建設北京大學分子醫學所。
2017年，領銜跨學科團隊實現雙光子顯微鏡核心部件的微型化。
2017年，領銜建設國家重大科技設施“多模態跨尺度生物醫學成像中心”。
2019年，被聘為中國醫學科學院學部委員。
2020年，受聘擔任心臟973項目首席科學家。
2009年，榮獲“長江學者成就獎”。
2013年，當選為中國科學院院士。
2017年05月27日，榮獲首屆“全國創新爭先”獎。
2020年08月28日，榮獲“何梁何利基金科學與技術進步獎-生命科學獎”。
九三學社第十四屆中央委員會委員
中國高等教育學會實驗室管理工作分會理事長
中國生物物理學會第十一屆理事會副理事長
《Cardiovas Res》副主編
《J Mol Cell Cardiol》雜志編委
《Am J Physiol》雜志編委
