2001年当选中国科学院院士。在地球动力学基础研究中将地质学、地震学及比较行星学有机联系起来，考虑变形、孔隙流体和热传递复杂耦合作用，从而在地球动力学定量化模拟中取得了突出成绩，开拓了地热构造学研究方向。在青藏高原和喜马拉雅研究中对区域地热特征形成机理，特别是印度板块俯冲剪切生热和藏北热松驰作用作了定量化解释。对大别－苏鲁古老超高压变质带和新西兰现今陆壳俯冲带进行了比较研究，指出二维模型局限性，提出了俯冲洋壳携低密度陆壳窄条俯冲到超高压变质深度的三维动力学模型，并探讨了P-T-t轨迹形成的控制条件。
2015年当选中国科学院院士，南方科技大学讲席教授。现任南方科技大学地球与空间科学系主任，发表论文170余篇。2000年被聘为教育部长江学者特聘教授，2009年获何梁何利地球科学奖，2015年当选国际大地测量学与地球物理学联合会（IUGG）首批会士，现任中国地球物理学会理事长。长期从事地震波传播和震源破裂动力学理论与数值模拟研究，提出了计算横向非均匀层状模型理论地震图的广义反射率方法；发展了模拟含任意起伏地形三维介质中地震波传播过程的曲线网格有限差分算法；首次系统研究了自由表面对震源破裂动力学过程的影响，提出了“自由表面诱发超剪切破裂”的概念及其物理机制；首次系统计算并给出了地震破裂相图，提出了地震断层动力学破裂扩展的第三种形式“自停止破裂”，为认识地震活动性规律提供了理论基础。
1993年当选中国科学院院士。1998年获得何梁何利科技进步奖。2000年当选第三世界科学院院士。长期在地震监测预报、岩石物理学、地震风险分析及地震雷达探测与分析等研究领域努力工作，并培养出一批年轻的科技骨干。近年致力于与利用地震雷达方法获取华北地区三维地图相关的观测、数据采集及数据处理方法的研究。先后担任国际地震学和地球内部物理学联合会（IASPEI）的地震预报和地震灾害委员会主席、国际地震中心（ISC）执行理事，《中国科学（地球科学）》副主编、《Natural Hazards（荷兰）》编委、《中国地震》主编、《地球物理学报》和《地震学报》副主编。现任中国地震局科技委主任、中国科技大学地球和空间科学学院院长。中国地震局地震预测研究所资深专家。
