现任清华大学机械工程系国家特聘教授，美国Drexel大学机械工程与力学系Albert Soffa讲席教授，清华大学“生物制造与体外生命系统工程”教育部111交叉创新引智基地主任，清华大学机械系生物制造中心主任。研究领域包括三维生物打印、生物制造、组织工程、生物工程、增材制造、先进制造等。其研究得到中国自然科学基金委重点项目基金、科技部863项目、国家重大新药研发专项，教育部、美国国家科学基金会（NSF）、美国国家宇航局(NASA)、美国国防部(DoD/DARPA)等多项经费资助。

孙伟教授现任国际生物制造(Biofabrication，影响因子11.06)杂志主编；中国机械工程学会生物制造专业委员会主任委员，中国生物工程学会组织工程及再生医学专业委员会副主任委员，中国生物工程学会类器官和器官芯片专业委员会副主任委员，国际生物制造学会创任主席(Founding President，2010-2014)，中国生物材料学会生物材料先进制专业委员会创任主任委员（2014-2019）。

孙伟教授获英国皇家工程院杰出访问学者奖（2018）、南洋理工大学访问学者奖（2018）、国际生物制造学会杰出科研奖（2017）、美国弗吉尼亚理工学院MII/Fralin访问学者奖（2015）等。在研究领域共发表SCI论文220+篇，SCI引用17000+次，专利授权65项，邀请专题报告逾400+次。