主要从事极端条件热物理、高强度传热、聚光太阳能利用等方面的研究工作。
曾作为首席教授主讲中国科学院大学研究生“高等传热学”，获得中国科学院“朱李月华优秀教师奖”；现主讲本校能源与环境工程专业本科生“材料热物性”。指导研究生60余人，已有35人获得博士学位，其中多名同学分别获得中国工程热物理学会传热传质年会优秀论文一等奖、优秀奖、中科院院长奖、吴仲华奖、ATPC优秀论文奖等。
2004年入选中国科学院“百人计划”回国以来，任中科院工程热物理所研究员、博士生导师、传热传质研究中心主任。
2016年入职本校能源与动力学院。现任能源与动力学院院长，海洋能源利用与节能教育部重点实验室副主任，能源研究院院长。
学术兼职包括中国工程热物理学会理事、传热传质委员会委员；中国计量测试学会热物性专业委员会副主任；中国内燃机学会特种发动机分会委员；国家自然科学基金会评专家；科技部重大科学研究计划《高效节能微纳结构材料体系研究》项目专家组成员；电站设备状态监测与控制教育部重点实验室学术委员会委员；国际传热传质中心（ICHMT）科学理事会成员（Member of the Scientific Council）；亚洲热物性会（ATPC）国际委员会常务理事；第16届国际传热大会秘书长；《工程热物理学报》编委。
研究方向包括新型功能材料的热物理性质评价及机理；极端条件能量输运机理；大功率电力电子、电子/光电子器件/系统先进热管理技术；高强度传热新技术；燃气轮机、航空发动机及飞行器相关新型传热及热防护技术；聚光太阳能制氢、聚光光伏发电系统等方面研究及开发。
主持了国家自然科学基金重点项目、重点国际合作项目、NSFC-JST重大国际合作项目、面上项目；科技部国家重大科学仪器设备开发专项项目、国家重大科学研究计划项目课题、973项目课题、863项目、国家重点研发计划子课题；XX探索重大项目、A计划项目、XX-809项目、XX-802项目、XX重大专项课题等。
出版专著1部，著作章节4部。发表学术论文 400 余篇，其中学术期刊论文270余篇，SCI收录160篇，SCI他引2200次。获得授权国家专利90余项。