原子和粒子的激光冷却的研究，获得当年的诺贝尔物理学奖，成为继杨振宁、李政道、丁肇中后，第四位荣获诺贝尔物理学奖的华人，时年四十九岁。亦是史丹福大学物理学教授、中华民国中央研究院院士、中华人民共和国中国科学院外籍院士、加州大学华裔学者协会创会理事以及曾为哈佛大学校长候选人之一。2004年8月，出任劳伦斯伯克利国家实验室主任。实验室隶属于美国能源部，是美国历史最悠久的国家级研究室。在朱棣文的领导下，劳伦斯伯克利国家实验室已经成爲生物燃料和太阳能技术的研究中心。他牵头在实验室的Helios计划，该计划旨在开发