연세 대학교 천문학과를 졸업하고 미국 예일 대학교 천문학과에서 피에르 드마크(Pierre Demarque) 교수와 오거스터스 옴러(Augustus Oemler) 교수의 지도 아래 타원 은하의 자외광 진화에 관한 이론 연구로 박사 학위를 받았다. 미국 항공 우주국(NASA) 고더드 우주 비행 센터에서 박사 후 연구원을 지내면서 허블 우주 망원경 프로젝트에 참여해 이론적 연구를 수행했다. 그 후 미국 캘리포니아 공과 대학 물리학과에서 선임 연구원을 지냈고, 4년간 영국 옥스퍼드 대학교 물리학과 교수를 지냈다.
2005년에는 별 생성을 멈춘 것으로 알려졌던 타원 은하가 별을 꾸준히 생성하고 있다는 것을 발견해 세계 천문학계를 놀라게 했다. 이 업적을 인정받아 미국 천문학회의 초청을 받아 기조 강연을 하기도 했다. 현재 연세 대학교 천문우주학과 교수로 학생들을 가르치며, 타원 은하의 별 생성 과정과 초거대 블랙홀과의 관계를 밝히는 연구를 하고 있다. 은하의 진화 연구로 천문학 분야 최고 권위 학술지인 《미국 천체 물리학회지》에 64편, 《영국 왕립 천문학회지》에 17편, 《사이언스》에 2편, 《네이처》에 1편 등 저명한 국제 학술지에 102편의 논문을 발표했고, 미국 과학 한림원 협력 연구상을 받았다.
김정욱 글 미늉킴 그림 JTBC 차이나는 클라스 제작진 기획 미래엔아이세움