小・中学校時代の４年間、父の仕事の関係でドイツで過ごす。東京大学で素粒子物理学を専攻。東北大学助手を経て渡米し、カリフォルニア大学バークレー校にて研究と教育を両立し続け、2000年、カリフォルニア大学バークレー校教授に。04年より同大学同校 MacAdams 冠教授。東京大学カブリ数物連携宇宙研究機構（Kavli IPMU）の設立段階から携わり、07年から11年間、初代機構長を務めた。13年、リニアコライダー・コラボレーション副ディレクター (20年に退任)。25年より米国物理学会の素粒子・場の部門 (DPF) 副部門長を務める。02年西宮湯川記念賞受賞。13年より米国芸術科学アカデミー会員。
宇宙138億年の真実を探る理論物理学のトップランナーでありながら、宇宙物理学の魅力を広く、分かりやすく伝えている。主な著書は、「宇宙は何でできているのか」 （幻冬舎新書、新書大賞2011受賞）など。