Ông sinh ngày 6 tháng 10 năm 1948, quê ở Minh Khai, Từ Liêm, Hà Nội.

Xuất thân là một phó giáo sư, tiến sĩ chuyên ngành vật lý lý thuyết, ông từng giữ chức Hiệu trưởng Trường Đại học Bách khoa Hà Nội (5/1997 - 11/2002).[2].

Sau đó ông trở thành Ủy viên Ban Chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam khóa IX (2001) và khoá X (2006).

Tháng 8 năm 2002, Quốc hội Việt Nam phê chuẩn đề nghị của Thủ tướng Phan Văn Khải về việc thành lập Bộ Khoa học và Công nghệ trên cơ sở Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trường, và bổ nhiệm ông vào chức vụ Bộ trưởng.[cần dẫn nguồn]

Kể từ ngày 17 tháng 9 năm 2010, ông kiêm nhiệm Chủ tịch Ủy ban Vũ trụ Việt Nam theo quyết định số 1720/QĐ -TTg của thủ tướng chính phủ Việt Nam