研究领域：认知科学，视觉认知和脑成像。中国科学院大学、生物物理研究所研究员，北京磁共振脑成像中心主任。合肥国家综合大科学中心人工智能研究院院长。中国科技大学心理系主任。

中国科学院院士，发展中国家科学院院士。中国医学科学院学部委员。创立中国认知科学学会任理事长。获香港求是科技基金会“杰出科学家奖”。“973” 计划实施以来连续任多项“973”项目首席科学家；曾任基金委重大项目、创新群体、重大研究计划负责人。

1970年毕业于中国科大。1980-83年加州大学圣地亚哥和欧文分校访问学者、Sloan基金会博士后。1985年中国科大教授，1986年博士生导师。1986-2012年中科院认知科学重点实验室、脑与认知科学国家重点实验室主任。1988-1993年德国雷根斯堡大学和慕尼黑大学访问教授。2002-2004年美国国立精神卫生研究院兼职研究员。2005年至今香港大学名誉教授和访问教授。

陈霖院士1982年以唯一作者在Science发表论文，提出“大范围首先”的拓扑性质知觉理论，就“什么是认知基本单元”的基本问题，向半个多世纪以来世界上占统治地位的“局部首先”的理论路线提出挑战。四十年来全面系统地发展了“大范围首先”的认知基本单元的拓扑学模型。