1979—1983年，本科畢業于上海鐵道大學（現同濟大學）電氣工程系獲工學士學位。

1983—1986年，任鐵道部資陽內燃機車廠柴油機分廠助理工程師。

1986—1999年，任西南政法大學司法鑒定中心助理工程師、研究員。

1989—1992年，就讀于英國Strathclyde大學并獲司法生物學博士學位。曾先后在英國Strathclyde大學、Aberdeen大學、美國Pennsylvania大學從事博士后研究，1996—2000年先后任Pennsylvania大學醫學院研究助理教授，美國Nanogen公司資深科學家暨工程師（Staff Scientist/Engineer）、首席科學家暨工程師（Principal Scientist/Engineer）及首席研究員（Principal Investigator），美國AVIVA公司技術總監。

1999年，獲國家杰出青年科學基金。

2009年，獲中國工程院院士稱號。

1999年3月，正式回國至今先后任清華大學生物科學與技術系教授、博士生導師、生物芯片研究與開發中心主任，教育部長江學者計劃特聘教授，生物芯片北京國家工程研究中心主任，清華大學醫學院生物醫學工程系和醫學系統生物學研究中心教授、博導、博奧生物集團有限公司總裁。

2017年6月29日，中國民主建國會北京市第十一次代表大會勝利閉幕，民建北京市第十一屆委員會第一次全體會議選舉程京為副主任委員。 ^[3] 

第十三屆全國人民代表大會北京團代表 ^[4]  。

2017年12月20日，程京被選為中國民主建國會第十一屆中央委員會常務委員。 ^[5] 

2018年1月30日，在北京市第十五屆人民代表大會第一次會議上，當選為北京市出席第十三屆全國人民代表大會代表。 ^[4] 

程京教授從事醫學生物物理研究27年。1994年進入生物芯片這一工程、技術和生命科學交叉的新領域。1999年3月回國后在芯片設計原理、制作工藝、芯片實驗室系統集成和配套儀器方面作了系統和深入的創新性研究，并針對基礎和臨床醫學所需開發出系列新技術和產品，產生了明顯的社會和經濟效益。

回國前，發明2項核酸萃取技術并參與開發出3個產品，由GE Healthcare等全球銷售20余年。首次在國際上研究完成集血液中細菌分離、胞解及雜交檢測為一體的芯片實驗室系統，1998年該成果以Lab on a Chip為封面文章發表在Nature Biotechnology上，并被Science當年世界十大科技突破所引用。

1999年3月回國后，為攻克生物芯片設計制作中對檢測精度、重復性、通量及價格三高一低要求長期面臨的難題，深入研究了芯片親和反應新機制、表面化學、微加工及微樣印制均一性等關鍵技術，建立了5類共性創新技術：①基于標簽技術的突變檢測芯片技術。②基于寡核苷酸芯片的蛋白活性檢測技術。③檢測小分子藥物的蛋白芯片競爭免疫分析技術。④提高芯片檢測精度和重復性的雜交蓋片和特殊點樣液技術。⑤無標記、實時、定量、高通量細胞芯片監測技術。基于這五類技術研制出面向臨床和科研兩大類生物芯片如下：建立了用于疾病預防、診斷及預后的快速、高通量分子分型芯片技術體系；研制出多項具有無標記、高通量檢測特點的細胞芯片實驗室系統。

主持過國家杰出青年基金和十五重大專項等項目。在Nature Biotechology、Nature Communications等雜志發表SCI論文140余篇，SCI他引7300余次 ^[6]  ，回國后主編中英文著作各4部，其中《Biochip Technology》為國際該領域第一部英文專著。4次作主席主辦國際生物芯片大會，為Human Mutation（IF 5.05）通訊編輯。獲國際發明專利119項，國內發明專利118項 ^[6]  ；主持獲批醫療器械注冊證及一類備案58項，歐盟CE認證證書30個；獲批臨床診斷類生物芯片行業標準7項、國家標準10項 ^[6]  。回國二十余年，在生物芯片產業化方面做了大量工作，開發出相關產品70余項，產品批量出口歐美十國數百家醫院和若干科研機構，累計實現銷售收入超40億元。 ^[6] 

國家技術發明獎二等獎（2007年）；全國婦幼健康科學技術獎科技成果獎一等獎（2015年）；黃家駟生物醫學工程獎一等獎（2017年） ^[7]  。

程京兼任Human Mutation雜志通訊編輯、IET Nanobiotechnology雜志編委和Journal of the Association for Laboratory Automation雜志科學顧問，全國生物芯片標準化技術委員會主任委員、中國醫藥生物技術協會生物芯片分會主任委員、中國儀器儀表學會醫療儀器專業委員會主任委員、中國高科技產業化研究會生物醫藥產業化工作委員會主任委員、中國醫院協會臨床檢驗專業分子診斷技術與質量管理分會主任委員、國務院學位委員會生物醫學工程組第七屆學科評議組召集人、發改委國家生物產業發展咨詢委員會專家、戰略性新興產業發展專家咨詢委員會委員。

程京治學嚴謹、求實創新。