• 1990 中国科学技术协会青年科技奖

• 1994 首届国际工程科学联合会和《International Journal of Engineering Science》杰出论文奖

• 1995 国家杰出青年科学基金、首届清华大学学术新人奖

• 1996 中国青年科学家奖（数理奖）

• 1998 国家有突出贡献中青年专家

• 1999 教育部长江学者特聘教授

• 2004 国家自然科学奖二等奖（第一完成人），项目：“张量函数表示理论与材料本构方程不变性研究”

• 2017 国家自然科学奖二等奖（第一完成人），项目：“范德华层状介质的滑移行为和力学模型”

• 2018 国家级教学成果奖一等奖，项目：“激发学术志趣、培养领跑人才——‘学堂计划’拔尖创新人才培养模式探索与实践”

• 2019 宝钢优秀教师特等奖

• 2021 第三届杰出教学奖

• 2021 清华大学新百年教学成就奖

• 2022 科技部首届颠覆性技术大赛优胜奖（最高奖，团队）

• 2023 “结构超滑”入选国家自然科学基金委员会《凝练科学问题案例》81 个科学问题中的首个代表性案例

• 2024 澳门城市大学荣誉博士学位

• 2024 BEYOND Awards 消费科技创新大奖（清力技术，团队成果）

指导的博士生多人获全国优秀博士学位论文、清华大学优秀博士学位论文等荣誉。