1980年 - 1984年，在西安交通大學信息與控制工程系無線電技術專業學習。
1983年，加入中國共產黨。
1984年 - 1985年，在上海外國語學院出國集訓部，參加英語培訓。
1985年 - 1989年，在英國帝國理工學院電子電氣工程系學習，先后攻讀通信工程專業碩士研究生、圖像處理專業博士研究生。
1989年 - 1997年，在英國雷丁大學計算機科學系工作，先后擔任博士后、研究員、高級研究員、講師。
1994年，通過公開競聘獲得英國雷丁大學終身教職，還被差額選舉為英國第七屆機器視覺和模式識別學會10位執行理事之一，成為該會有史以來第一位非英國籍理事。
1996年，入選中國科學院百人計劃。
1997年 - 2000年，擔任中國科學院自動化研究所研究員、模式識別國家重點實驗室主任、所長助理。
2000年 - 2007年，擔任中國科學院自動化研究所所長。
2007年 - 2012年，擔任中國科學院副秘書長。
2012年 - 2015年，擔任中國科學院副秘書長、國際合作局局長。
2015年 - 2016年，擔任中國科學院副院長、黨組成員。
2016年 - 2022年10月19日，擔任中央人民政府駐香港特別行政區聯絡辦公室副主任。
2022年09月起，擔任南京大學黨委書記。
2001年，榮獲中國青年“五四”獎章。
2013年11月，當選為中國科學院院士。
2014年，當選為英國皇家工程院外籍院士、發展中國家科學院（TWAS）院士。
2016年，當選為巴西科學院通訊院士。
2022年08月，榮獲國際模式識別領域最高獎——傅京孫獎。
2004年，科研項目《動態序列圖像理解》榮獲“北京市科技進步一等獎”。
2004年，科研項目《視覺計算理論與算法研究》榮獲“國家自然科學二等獎”。
2004年，科研項目《數字水印技術及其在版權保護和多媒體安全中的應用》榮獲“北京市科技進步三等獎”。
2005年，科研項目《虹膜圖像獲取與識別技術》榮獲“國家技術發明二等獎”。
2008年，科研項目《實時智能視頻監控預警系統及應用》榮獲“北京市科技進步三等獎”。
2011年，科研項目《面向安全監控的視頻內容理解技術與應用》榮獲“國家科技進步獎二等獎”。
