研究范围
1986-1996年间，研究工作主要围绕西方自然哲学基本概念的历史而展开，涉及自然概念、宇宙概念、时间概念、空间概念等，旁及科学通史和科学编史学，亦关注本学科的基础建设，曾花过时间反思中国自然辩证法研究事业。《哲学动态》记者访谈“探索科学时代思的可能性”对10多年来的研究工作做了一个初步的总结。
1996年以来，研习现象学和海德格尔哲学，关注环境问题，关注科学的未来和人类的命运，开展对现实中种种现代性“现象”的反思，形成了新的学术思路和写作意向： 学术研究方面，在如下四个方向致力于“科学技术哲学”的学科建设，即以“追思自然”为主题的自然哲学、以柯瓦雷概念分析为主要方法的科学思想史、以现象学解释学为哲学背景的科学哲学、以技术批判理论为特色的技术哲学；在“科学革命”和“技术理性”两大专题上积累文献、开拓思路。
此外，探索和研究科学传播学、应用伦理学的理论问题。
大众写作方面，沟通科学人文、传播绿色观念、反思现代现象，持守科技时代思的可能性。
获奖情况
个人成就奖
1. 1998年获中组部、人事部、中国科协联合颁发的第六届“中国青年科技奖”。
2. 2002年获教育部“高校优秀青年教师奖”。
3. 2004年获政府特殊津贴。
作品获奖
1. 1996年，“希腊人的空间概念”（《哲学研究》1992年第11期）获中国自然辩证法研究会颁发的“自然辩证法青年成果奖”（1996年5月）。
2. 1996年，“重建自然哲学”（《自然辩证法研究》1993年第2期）获“《自然辩证法研究》创刊10周年优秀论文奖”（1996年5月）。
3. 1996年、1997年，《科学的历程》（湖南科技出版社1995年版）获96年度中宣部“五个一工程”奖，第二届全国青年优秀社会科学成果奖（1997），首届胡绳青年学术奖（1997）。
4. 1999年，《时间的观念》（中国社会科学出版社1996年版）获“中国社会科学院第三届青年优秀科研成果奖”专著类二等奖（1999年）。
5. 2001年博士论文《技术与形而上学》获全国优秀博士论文。
6. 2008年，《时间的观念》（北京大学出版社2006年版）获“北京市第十届哲学社会科学优秀成果奖一等奖”
7. 2009年，《科学的历程》（北京大学出版社2002年版）获“2008年度北京市科学技术奖三等奖”
教学获奖
1. 2005年，“哲学本科教学改革与课程体系建设（北京大学）”获2004年北京市教育教学成果（高等教育）二等奖，获奖者吴国盛、叶朗、赵敦华、丰子义、胡军。
2. 2005年，《科学通史》被评为北京大学精品课程，获奖者吴国盛。
3. 2010年，《科学通史》被评为北京市精品课程，获奖者吴国盛。
