張子文博士在清華大學化學系修得學士學位（1970）及碩士學位（1972），接著赴美國哈佛大學 Dr. Alfred L. Goldberg 實驗室，取得細胞與發展生物學系博士學位（1977）且在M.I.T. 癌症研究中心 Dr. Herman N. Eisen 實驗室完成博士後研究（1977-80）。
張博士於 1980 年加入 Ortho 藥廠（Johnson & Johnson旗下公司），在新成立的免疫生物學部門作 OKT3 抗體的研究。1981 年，張博士被 Centocor藥廠招聘為免疫研究部經理，領導抗體多方面應用的研究，爾後升為研究部副總。1986 年，張博士與唐南珊博士共同創立 Tanox 公司，在 1986-1996 年間擔任研發副總，並擔任董事會董事，直到 2007 年 Genentech 併購 Tanox 為止。
1996 年，張博士回到清華大學母校擔任生命科學院院長。2000 年，政府聘任張博士為財團法人生物技術開發中心執行長，並於 2002 至 2006 年間，擔任行政院科技顧問。2006 年，中央研究院基因體研究中心聘任張博士為特聘研究員，直到 2016 年一月從中研院退休。
在張博士的許多早期發明中，較受重視者為：1987 年發明的 anti-IgE 治療法，衍生了 talizumab、omalizumab (Xolair)、及 ligelizumab 等抗體藥物的發展以及 1991 年發現在人體 B 細胞膜 IgE 的獨特區塊—CεmX，因而提供發展控制 IgE 產生的新療法。