1954年毕业于北京农业大学。1960年中国科学院沈阳林业土壤研究所研究生毕业。1987年当选为第三世界科学院院士。50年代起从事农业自然资源及区域综合开发方面的考察研究。70年代至90年代主持中国科学院青藏高原综合科学考察，组织多学科的基础研究和应用研究并具体领导实施。倡导并领导建立了生态系统试验观测研究网络，把资源环境的研究推向深入阶段。

　　大漠荒野中，地质队的驼铃声响起来了。一代地质宗师孙健初先生，上世纪三十年代起就率队在青藏北缘柴达木盆地、祁连山麓的山野中跋涉。终于，孙健初发现了中国第一个大油田——玉门油田，为中国现代工业的初创建立了殊勋。

　　那时孙健初还不曾料到，二十多年后，1961年，他的儿子、年轻的土壤学家孙鸿烈会继承自己的事业，历史性地走向青藏腹地，将新中国青藏科考事业推向了一个新阶段。

　　年轻时的孙鸿烈，发现他所看到的资料，几乎都是外国人写的。“看完文献，我心情很沉重。西藏是中国的领土，但却基本上没有中国科学家的工作。那时我就下了决心要真正为西藏做一点工作，拿出中国科学家自己的成果来。”从此，孙鸿烈与西藏结下了一生的情结，先后几十次到高原考察。

　　青藏高原考察的条件无疑是极其艰苦的。第一次进藏，就在一边是高山，一边是深渊的川藏公路“老虎嘴”遇到了大塌方。山上大大小小的石头滚滚而下，顷刻间在公路上堆起一座小山。为了按时实施考察计划，孙鸿烈冒险利用塌方暂停间隙，谨慎地带队步行翻过了塌方体。又有一次，汽车在喀喇昆仑山口陷入了泥潭，他带头跳进冰冻刺骨的泥水中掏挖，从上午十点一直干到午夜一点。

　　从七十年代西藏地区大规模考察开始，孙鸿烈就担任了中国科学院青藏高原科学考察队队长。他深刻认识到青藏考察是一项系统工程，必须有一个战略布局。

　　此时的孙鸿烈主动跳出一个普通科研人员的思维方式而换位于科技战略思考。他的主导思想非常明确，就是首先要对西藏做一个全面的扫描，把各个地区的自然状况先调查清楚，所以这支队伍规模很大，有50多个专业，涉及地学、生物学、农业的许多分支领域，几乎囊括了一切自然条件。

　　经过为期20年的几个阶段的考察和总结，他和他的团队把青藏高原“像梳头发似地梳理了一遍”。到1992年，转入了深入研究阶段。迄今为止，中科院关于青藏考察的论文著述数以千计，先后有数千科研人员、百多个科研单位和大学参加了青藏考察，总体上看我国科学家的研究成果始终位于世界前列。

　　“中国人有责任揭开这片土地的奥秘，为国家经济开发当先驱。”这正是孙鸿烈二十年如一日不懈努力的原动力。著名作家马丽华在所著《青藏苍茫》中评价说：……孙鸿烈已融入青藏研究中，之于这项事业，也是一个象征。