東京生まれ。大学院まで素粒子実験を専攻し、2004年に東京理科大学にて博士（理学）。その後、東京工業大学大学院理工学研究科特別研究員、総合研究大学院大学葉山高等研究センター 上級研究員を経て2007年から現職。2007年科学ジャーナリスト賞受賞。
1973年4月、宇宙開発事業団（現JAXA）に入社。N-IロケットからH-IIAロケットの構造･機構系（火工品）、固体ロケットブースタ（SRB-A）の開発、宇宙実験用小型ロケット（TR-IA）の微小重力実験装置、国際宇宙ステーション『きぼう』の共通実験装置の開発等を担当する。H-IIAプロジェクトチームサブマネージャを経て、2007年8月より現職。
1974年、宇宙開発事業団（現JAXA）に入社。打上管制部に所属し、種子島宇宙センターでの勤務も含め、N-IIロケット及び N-IIロケットの打ち上げ総指揮者（LCDR）などを担当。H-Iロケットの開発、H-IIAロケット打ち上げ射場の開発に携わった後、2000年に小型ロケットプロジェクトマネージャ。2004年、H-IIAロケットプロジェクトのサブマネージャに就任しRTF（Return To Flight）となるH-IIAロケット7号機の打ち上げを成功させ、2005年より現職。
1992年、宇宙開発事業団（現JAXA）に入社。技術研究本部でランデブ・ドッキングの研究・開発に従事。1998〜1999年技術試験衛星ETS-VIIでのランデブ・ドッキング軌道上実験においてフライトディレクタを担当。1999〜2000年欧州宇宙機関（ESA）/欧州宇宙技術センター（ESTEC）にて欧州補給機（ATV）開発・検証作業に参画。2000年より宇宙ステーション補給機（HTV）ランデブ系開発、2006年よりHTV運用整備において中心的な役割を果たす。2009年1月HTVの初代フライトディレクタとして認定を受け、2009年9月HTV1号機の初飛行とISSとのドッキングに成功。
1989年、九州大学大学院工学研究科応用力学専攻修士課程修了及び2004年、同大学院工学部航空宇宙工学専攻博士課程修了。工学博士。1992年4月、国際宇宙ステーション（ISS）・「きぼう」日本実験棟の組立て・運用に備え、宇宙開発事業団（現JAXA）が募集した宇宙飛行士候補に選ばれる。1993年NASAよりミッションスペシャリスト（搭乗運用技術者：MS）として認定。1996年STS-72ミッションに日本人初のMSとして搭乗。2000年STS-92ミッションにMSとして搭乗し、日本人として初めてISS建設に参加。2009年3月STS-119ミッションに搭乗し、4ヵ月半のISS長期滞在ミッションを実施。同年7月の2J/A（STS-127）ミッションで、「きぼう」船外実験プラットフォームを取り付け、「きぼう」日本実験棟を完成させ、7月末に帰還。2010年3月1日より、NASA宇宙飛行士室のISS運用ブランチチーフに就任。
