東京大学工学部卒業、同大学院工学系研究科修士課程・博士課程修了。工学博士。（1973年～74年、カリフォルニア大学（デービス）ポスト・ドクトラル・フェロー）

東京大学工学部助手、講師、助教授、教授、同大学院工学系研究科長・工学部長、2003年同大学副学長を経て、2005年4月から2009年3月まで東京大学総長。2009年4月より現職。
専門は、化学システム工学、機能性材料工学、地球環境工学、CVD反応工学、知識の構造化など。CVDによる薄膜・超微粒子形成プロセス、地球温暖化問題対策技術などを研究している。また、東京大学総長就任以来、「東京大学アクション・プラン」を公表して改革を推進し、現代のリベラルアーツの構築、学術統合化などを進めてきた。

主な著書に、『「課題先進国」日本』(中央公論新社)、『東大のこと、教えます』(プレジデント社)、『知識の構造化』(オープンナレッジ)、『太陽光発電工学』(共著、日経BP社)、『地球持続の技術』(岩波新書)、『入門熱力学』(培風館)、『反応工学』(培風館)、『地球温暖化問題に答える』(東京大学出版会)、『速度論』(朝倉書店)など、他論文多数。化学工学会会長、政府の教育再生会議委員、日本学術振興会21世紀COE プログラム委員会委員などを歴任。2007年、国立大学協会会長に就任。化学工学会学会賞を受賞（2002年）。