日本学術振興会奨励研究員、東大東京天文台木曽観測所助手、連合王国エジンバラ王立天文台客員研究員、東大東京天文台木曽観測所助教授、東大天文学教育研究センター木曽観測所助教授と国立天文台助教授を併任。
その後、東京大学理学部天文学科教授、同大学院理学系研究科教授、理学系研究科長・理学部長、理事・副学長、東京大学国際高等研究所長などを経て、2012 年 3 月定年。
2012 年 4 月より 2018 年 3 月まで法政大学理工学部創生科学科教授。2018 年 4 月より東大 EMP チェアマン補佐。

専門は銀河天文学と観測的宇宙論。特に銀河・銀河団の構造と進化および宇宙構造パラメータに関する観測的研究。主に可視光と近赤外線の観測に基づいて、宇宙初期の銀河・銀河団とそれらが織りなす大規模構造を探査し、どのようにしてそれらが現在の姿に進化してきたかを描き出してきた。銀河の距離決定に基づくハッブル定数など宇宙論パラメータの研究も行った。観測手段としての多様なモザイク CCD カメラと天体画像処理システムの開発も行ってきた。ハワイ島にあるすばる望遠鏡の初代主焦点広視野カメラ Suprime-Cam（1999.1-2017.5）の開発責任者。

主な著書に、『天文学辞典』（編著、日本評論社）、『宇宙のアルバム』（共著、福音館書店）、『木曽シュミットアトラス』（編著、丸善）、『銀河系と銀河宇宙』（東京大学出版会）、『オックスフォード天文学辞典』（監訳、朝倉書店）、『人類の住む宇宙（シリーズ現代の天文学Ⅰ）』（編著、日本評論社）、『見えない宇宙を観る』（訳書、丸善）、『宇宙はどこまで分かったか』（編著、数ゼミ別冊、日本評論社）、『宇宙観 5000 年史 人類は宇宙をどうみてきたか』（共著、東大出版会）、『理系ジェネラリストへの手引き－いま必要とされる知とリテラシー』（共編著、
日本評論社）、『インターネット版天文学辞典 https://astro-dic.jp/』（共編著、日本天文学会）など。他に論文多数。

日本天文学会欧文報告論文賞を受賞（'04, '05, '06, '07, '10 年）。