主要研究领域为能源与环境、大气污染控制工程。主持全国酸沉降控制规划与对策研究，为确定我国酸雨防治对策起到主导作用。建立了城市机动车污染控制规划方法，推动我国机动车污染控制的进程。深入开展大气复合污染特征、成因及控制策略研究，发展了特大城市空气质量改善的理论与技术方法，推动我国区域性大气复合污染的联防联控

现任清华大学环境科学与工程研究院院长、环境前沿技术北京实验室主任，兼任联合国UNEP亚太区域大气污染防治科学理事会主席、国际清洁交通理事会理事、国家生态环境保护专家委员会委员。曾任国务院学位委员会环境科学与工程学科评议组召集人，教育部环境科学与工程教学指导委员会主任，清华大学学位评定委员会副主席，教学委员会副主任，清华大学环境科学与工程系主任等