1962年毕业于复旦大学生物系。1966年中国科学院植物研究所研究生毕业。1988年至今任中国科学院植物研究所研究员，1991–2001年任系统与进化植物学开放研究实验室主任。在玄参科、桔梗科和鸭跖草科植物分类和系统学研究中提出了多个属的新系统，发现8个新属、50多个新种；在英文专著《Taxonomy and Evolution of the tribe Veroniceae, Scrophulariaceae》（婆婆纳族的分类和进化）（1984：哥本哈根）运用了新方法，提出了起源和进化的新观点，建立了该族的进化系统；1990年出版的《植物细胞分类学》是世界上该领域的第一部专著。1991年被选为中国科学院院士（学部委员）。90年代起集中精力从事世界的牡丹和芍药及桔梗科植物的专著研究。在英国出版《PEONIES of the World》（世界的牡丹和芍药）三个卷册（2010，2011，2021）；2015年由Elsevier和Science Press联合出版《A Monograph of Codonopsis and Allied Genera》（党参属及近缘属专著）；2024年科学出版社出版《世界牡丹和芍药研究——兼论分类学的基本原理》。2012年获澳大利亚悉尼皇家植物园颁发的首枚拉•麦考瑞奖；2017年荣获国际植物分类学会每6年颁发一个的恩格勒金奖。2008-2013年担任中国植物学会理事长期间，在葛颂研究员的有力协助下成功申办第19届国际植物学大会在深圳举办，这是国际植物学大会至今第一次在发展中国家举办。现致力于主持重大国际合作项目“泛喜马拉雅地区植物志”（Flora of Pan-Himalaya），已由科学出版社和剑桥大学出版社联合出版10卷册。

学术兼职：中国植物学会理事长（2008–2013），名誉理事长（2013–）；兼任浙江大学生命科学学院院长（1999–2009）；兼任国家自然科学基金委生命科学部主任（2000–2008）；国际植物物种项目（世界植物志）指导委员会委员；《Flora of China》（中国植物志英文版）编委会中方副主席（2001–2013）；《Flora of Pan-Himalaya》（泛喜马拉雅植物志）主编（2011–）；国家植物园体系建设专家组成员（2022–）。

已发表论著310篇/部，其中逾百篇发表在SCI刊物；专著19部（国外8部）。获2000年度何梁何利科学与技术进步奖；1999年全国优秀博士论文指导教师称号；2012年澳大利亚悉尼皇家植物园首届拉•麦考瑞奖；2017年获国际植物分类学会恩格勒金奖和吴征镒植物学奖杰出贡献奖。已培养或联合培养博士43名，其中4位获中国科学院院长奖学金优秀奖，1位获特等奖，1位获全国首届优秀博士论文奖。

研究方向

1．以生物多样性保护为方向，通过分类修订，建设精准的物种大数据，为精准确定保护对象奠定科学基础。

1a. 国产玄参科（马先蒿除外）、桔梗科、鸭跖草科等13个科的分类修订，编著《中国高等植物图鉴》、《中国植物志》和《Flora of China》。

1b. 世界牡丹和芍药、桔梗科的专著研究

1c. 主持国际合作的《泛喜马拉雅植物志》编研

2．对物种问题进行探讨，以研究实例为基础，提出新的物种概念。CNS三大国际学术刊物中的Science 2005年提出125个重大科学问题，其中有3个是物种问题。

主持科研项目：

主持国家自然科学基金委《八·五》重大项目“中国主要濒危植物保护生物学研究”（1993-1997）。

主持国家自然科学基金委“百合科细胞分类学研究”、“沙参属植物多态现象、成因与物种划分”等多个面上项目（1986-2019）。

主持国家自然科学基金委重大国际合作项目三项：“Flora of China”（2003-2007）；“Flora of Pan-Himalaya”（ 2012-2016；2017-2021）。

主持美国国家地理学会基金项目5项（1995-2002）：世界牡丹和芍药的研究。

联合主持中国科学院《九·五》重大项目“若干典型濒危植物进化生物学与保护生物学研究”（1997-2000）。

主持国家科技部重点基础研究规划项目（973）“长江流域生物多样性变化，可持续利用和区域生态安全”，任首席科学家（2001-2005）。

主持国家科技部基础性重大专项“泛喜马拉雅植物考察与植物志编研”（2014-2019）。