主要从事强场物理、X射线激光和“快点火”激光核聚变等方面的研究。以第一作者或通讯作者身份，在 “Science”、“Physical Review Letters”等影响因子大于7.2的国际顶级学术刊物上发表论文15篇，在Phys. Rev.等影响因子大于2.3的国际重要学术刊物上发表论文100多篇，被同行引用1000多次。在重要国际学术会议上做特邀报告35次，多次担任会议主席。应邀担任Optics Express(美国)等五家国际重要学术刊物的副主编和编委。其科研工作曾被New Scientist用作封面文章，进行了大篇幅重点报道；Physics World, Opto & Laser Europe也对他的科研工作做过跟踪报道。他领导的科研团队，目前是国际学术界相关领域最有影响的团队之一。

1982年、1985年在内蒙古大学先后获得学士和硕士学位。1988年在中国科学院物理研究所获博士学位。1989－1998年先后在德国马普学会量子光学所、英国卢瑟福实验室等国际著名科研单位长期从事科研工作,2003年任中国科学院基础科学局局长，2006年11月任上海交通大学校长。曾获中科院先进工作者、中科院优秀共产党员、全国先进工作者等称号，现以发表论文200余篇。

在科研上，张杰主要从事强场物理、X射线激光和“快点火”激光核聚变等方面的研究。曾获第三世界科学院TWAS物理奖、中国科学院创新成就奖、国家自然科学二等奖、香港何梁何利科技奖、世界华人物理学会“亚洲成就奖”、中国青年科学家奖、香港“求是”杰出青年学者奖、国家杰出青年基金、中科院百人计划优秀奖、中科院科技进步奖、国防科工委科技进步奖、中国物理学会饶毓泰物理奖、中国光学学会王大珩光学奖等。

曾获何梁何利科技奖、世界华人物理学会“亚洲成就奖”、中国青年科学家奖、“求是”杰出青年学者奖、杰出青年基金、百人计划、中科院科技进步奖、国防科工委科技进步奖、中国物理学会饶毓泰物理奖、中国光学学会王大珩光学奖、优秀共产党员等奖项和称号。