主要从事大气化学与环境健康方面的研究，取得了大气污染来源甄别、成因解析及健康危害评估等系列创新成果，应用于解决我国大气污染治理的重大环境问题，推动了环境健康领域的学科交叉研究和学科建设。

担任国家自然基金委重大研究计划《中国大气复合污染的成因与应对机制》专家组组长（2015-），发表Science、PNAS、JAMA等SCI论文340余篇。

2019年因“对大气化学基础研究、超大城市空气污染对人体健康及气候影响评估的卓越贡献”当选美国地球物理联合会会士。

1999年获国家杰出青年基金资助，2000年获聘长江学者特聘教授。获教育部自然科学奖等省部级一等奖3项（排名第一）。2020年获聘国务院参事。