1962年，畢業于南京大學。
1966年，從中國科學院地質研究所、地球化學研究所研究生畢業之后，進入中國科學院地球化學研究所擔任助理研究員。
1985年，進入中國科學院黃土與第四紀地質國家重點實驗室工作，先后擔任副研究員、研究員、實驗室主任。
1991年，當選為中國科學院院士。
1996年，擔任中國科學院西安分院院長。
1999年，擔任中國科學院地球環境研究所所長。
2000年，當選為第三世界科學院院士。
2006年，授聘為復旦大學雙聘院士。
2016年，當選為美國國家科學院外籍院士。
1991年，榮獲“國家自然科學獎二等獎”、“青海省科技進步二等獎”。
1994年，項目《黃土與古季風》榮獲“陜西省科技進步一等獎”。
1999年，榮獲“國家自然科學獎三等獎”。
1999年，項目《西安市大氣顆粒物污染及控制》榮獲“陜西省科技進步獎一等獎”。
2000年，項目《我國干旱半干旱區十五萬年來環境演變的動態過程及發展趨勢》榮獲“國家自然科學獎二等獎”。
2001年，項目《全球增溫的歷史相似型與14C年代學研究》榮獲“陜西省科技進步獎一等獎”。
2008年，項目《晚中新世以來東亞季風氣候的歷史與變率》榮獲“國家自然科學獎二等獎”。
2008年，榮獲“陳嘉庚科學獎”。
2011年，榮獲美國沙漠研究所“杰出國際科學家獎”。
2012年，項目《黃土和粉塵等氣溶膠的理化特征、形成過程與氣候環境變化》榮獲“國家自然科學獎二等獎”。
2016年，項目《亞洲季風變遷與全球氣候的聯系》榮獲“國家自然科學獎二等獎”。
2020年07月，榮獲“2019年度陜西省最高科學技術獎”。
