章毓晋1989年获比利时列日大学应用科学博士学位。1989年至1993年为荷兰德尔夫特大学博士后及研究人员。从1993年到中国北京清华大学工作，1997年被聘为教授，1998年被评为博士生导师。2003年学术休假期间同时被聘为新加坡南洋理工大学访问教授。

在清华大学，先后开出并讲授10多门本科生和研究生课程。在南洋理工大学，开出并讲授过研究生课程：“现代图像分析（英语）”。已编写出版了图像工程系列教材第1版和第2版，以及《图像处理和分析基础》，《图像处理和分析技术》（第2版），《图像处理和分析教程》和《计算机视觉教程》，《Image Engineering: Processing, Analysis, and Understanding》，翻译出版了《彩色数字图像处理》。已在国内外发表了30多篇教学研究论文。

主要科学研究领域为其积极倡导的图像工程（图像处理、图像分析、图像理解及其技术应用）和相关学科。从1996年起已连续十六年对中国图像工程的研究及主要文献进行了系统的年度分类总结综述。已在国内外发表400多篇图像工程研究论文，出版了专著《图象分割》，《基于内容的视觉信息检索》，《基于子空间的人脸识别》，著了《英汉图像工程辞典》，主编了《Advances in Image and Video Segmentation》，《Semantic-Based Visual Information Retrieval》，《Advances in Face Image Analysis: Techniques and Technologies》。

现为中国图象图形学学会副理事长，学术委员会主任；国际电气电子工程师协会（IEEE）高级会员；国际光学工程协会（SPIE）会士（因在图像工程方面的成就）；《中国图象图形学报》副主编，《电子与信息学报》，《计算机辅助设计与图形学学报》，《信号处理》和《自动化学报》编委；以及国际刊物"Pattern Recognition Letters"的associate editor。曾任第一届、第二届、第四届、第五届和第六届国际图像图形学术会议（ICIG'2000，ICIG'2002，ICIG'2007，ICIG'2009，ICIG'2011）程序委员会主席，第十二届、第十三届、第十四届、第十五届和第十六届全国图像图形学术会议（NCIG'2005，NCIG'2006，NCIG'2008，NIG'2010，NCIG'2012）程序委员会主席。