2005年5月到清华大学物理系工作，历任物理系副主任、理学院院长、物理系主任；2011年至2016年任清华大学低维量子物理国家重点实验室主任；2013年3月至2013年5月任清华大学校长助理、科研院院长；2013年5月至2020年11月任清华大学党委常委、副校长；2017年12月，任北京量子信息科学研究院院长；2020年11月，任南方科技大学校长。
成果.2013年3月15日，《科学》杂志在线发文，宣布中国科学院薛其坤院士领衔的团队在实验上首次发现量子反常霍尔