陈勇于一九五七年六月十三日在江苏省南京市出生，其祖籍为浙江省宁波市。一九七八年九月，全国恢复高等学校招生考试后，他顺利考入南京化工学院化工系，就读化学工程专业（该学院于二零零一年合并组建为南京工业大学）。一九八一年七月，他完成本科学业并获得学士学位。随后，陈勇于一九八三年七月进入清华大学化工系化学工程专业进修（学习持续至同年十一月）。一九八五年四月，他远赴日本，进入爱知工业大学应用化学系化学工程专业继续深造。一九八八年三月，他成功取得日本爱知工业大学应化系化学工程专业的硕士研究生学位，并于同年四月回到国内，进入江苏化工学院任职（工作至一九八九年三月）。一九八九年四月，他再次前往日本，进入名古屋大学化工系攻读热能工程专业博士学位。一九九三年三月，在完成博士研究生学业后，他受聘留在名古屋大学从事科研工作（直至一九九六年九月）。一九九五年五月，他凭借突出的学术潜力入选中国科学院“百人计划”。一九九六年十月，他选择回国发展，正式进入中国科学院广州能源研究所工作，并担任研究室主任职务（任职至一九九八年三月）。一九九七年，他进一步入选国家人事部组织实施的“万千人才工程”。一九九八年四月，他被任命为中国科学院广州能源研究所所长，全面主持研究所工作（任职至二零零六年七月）。二零零一年九月，他出任中国科学院广州分院院长，承担更广泛的科研管理职责（任职至二零一二年七月）。二零零三年七月，他同时兼任中国科学院华南植物园主任，负责植物园的科研与管理工作（任职至二零零六年五月）。二零零六年，因其在能源领域的卓越贡献，他当选为国际欧亚科学院院士。二零一二年，他荣获何梁何利基金颁发的科学与技术进步奖，以表彰其科研成就。二零一三年，他当选为中国工程院院士，隶属于能源与矿业工程学部（具体专业方向为能源新技术）。二零一七年四月，陈勇代表科研团队与浙江金锅锅炉有限公司在金华市金东区政府正式签约，双方就相关技术合作达成重要意向。二零一八年九月二十九日，在广东省科学技术协会第九次代表大会闭幕式上，陈勇当选为广东省科学技术协会主席。二零二一年二月三日，他正式受聘于华南农业大学，为该校的学科建设与人才培养贡献力量。
陈勇的研究工作主要聚焦于有机固体废物的资源化与能源化利用技术，以及生物质能利用技术的研发与创新。他通过热化学转化、物理转化、化学转化和生化转化等一系列技术及其集成化应用，实现了对生活垃圾、畜禽粪便和农业废弃物等固体废物的高效能源转化与资源化高值利用。在长期深入的研究积累中，他创新性地提出了“城乡矿山”与“城乡矿山云”的理念，构建了“农村代谢共生产业”这一新型模式，并创立了“副产物控制的清洁生产机制”以及“基于能量流、物质流、环境流与经济流的全生命周期分析方法（简称4F-LCA）”。此外，他还积极参与国家能源战略与生态文明建设方面的战略咨询研究。其重要的科研成果主要体现在以下三个方向： 固体热解是指物质在特定条件与反应器内受热发生分解的化学过程，这是一个融合热物理变化、化学反应与反应设备高度耦合且可调控的工艺体系。深入研究固体热解理论，对实现固体废物的能源化利用具有关键意义。第一，提出了可燃固体废物的两段式热解燃烧新机制与模型。研究发现，复杂的垃圾可燃成分主要可分为纤维类物质与聚合物类物质。进一步分析表明，在热解燃烧过程中，长链大分子的纤维类物质首先在873K至973K的温度范围内热解为分子量较小的CO、H2、CH4等可燃气体及残碳，残碳的燃烧为后续热解提供所需热量；随后在973K以上，纤维类物质热解产生的可燃气进行气相燃烧，同时聚合物类物质也发生热解及其气相燃烧，最终在燃烧炉上部区域温度可达1200K。基于此，建立了相应的两段式热解燃烧理论模型。由于气相燃烧属于均相燃烧，相较于固相的非均相燃烧更易控制且燃烧更为充分，从而有助于提升整体燃烧效率并促进有害气体的分解。该研究成果为转变传统垃圾直接焚烧方式、开发新型两段式热解燃烧技术奠定了重要的理论基础。 第二，揭示了含氯有害气体的生成机理并提出了相应控制方法。研究指出，有机氯在热解过程中释放温度较低、速度较快，大部分在气相中转化为具有腐蚀性的氯化氢以及二噁英前驱体等含氯有害物质；而无机氯则难以分解，且在可燃物中含量较少。因此，研究得出结论：有机氯是产生含氯有害气体的主要来源。同时发现，氢氧化钙具有良好的脱氯效果，其最佳脱氯温度区间为873K至973K，该脱氯反应的动力学行为可用收缩核模型进行描述。基于此，通过炉内添加钙基化合物并结合两段式热解燃烧工艺，可以有效促进脱氯反应，从而抑制含氯有害气体特别是二噁英的生成。 第三，提出了富氧热解制备可燃气体的新机制。研究显示，在不同温度下对混合固体废物进行富氧热解，可将其转化为多用途、高附加值的CO、H2、CH4等气体产品，这为固体废物的能源化利用开辟了新的技术路径。富氧热解能够提高气体产物中有用成分的浓度，降低后续储气、分离与用气环节的负担；此外，通过调节氧当量比，不仅能够控制气体产物的热值，还可实现对产物组分的定向调控。因此，在一定的当量比范围内，提高氧浓度有利于提升气体产物的品质。该研究结果为富氧热解技术的进一步开发提供了理论支撑。 在技术创新与技术集成方面，基于上述热解理论与污染控制机制的研究，陈勇及其团队开发了多项关键技术。其一，开发了两段式可燃固体废物热解燃烧技术。该技术由热解室与气相燃烧室构成，两室之间设有锥形缩颈与环形气室，环形气室通过多排喷风管向缩颈内腔喷射切向风，使其与热解室产生的燃气强烈混合，并由设置在缩颈口的内置旋风燃烧器点燃，形成高效的旋风燃烧。与直接燃烧相比，热解燃烧具备明显优势：炉排温度即热解气化段温度较低，维持在873K至973K之间，有利于延长炉排使用寿命；炉排鼓风量大幅减少，降低了粉尘夹带量；可燃气在973K至1200K以上的高温下进行气相燃烧，辅以炉内脱氯措施，能有效抑制腐蚀性气体和二噁英前驱体的生成。 其二，开发了可燃固体废物热解制气及低热值气体发电技术。通过参与研发可燃固废热解制气工艺，实现了对不同比重与尺寸固体废物的高效转化，生产出清洁的可燃气体。热解气化炉内部结构经过特殊设计，使从上端加入的固体废物在自重作用下向下移动，同时将热解气体压至底部排出。产出的气体经过焦油裂解、除尘、水洗及电捕焦油等多道净化工序，达到燃气发电设备的清洁要求。针对常规柴油发电机组无法直接使用气体燃料的问题，进行了专门改进，在进气口加装了定制的气体混合装置，从而确保气体与空气充分混合并实现稳定燃烧。 在工程示范与工程化应用层面，陈勇带领研究团队，在理论探索与技术开发的基础上，制定了系统的工程示范与应用方案，完成了相关设备与工程设计，并积极推进技术成果的实际转化。首先，在城市生活垃圾循环利用领域，通过将城市生活垃圾两段式热解燃烧、气化发电技术与分选、堆肥、水气渣净化、污泥制沼气等多种技术进行集成创新，主持开发了“城市生活垃圾能源化资源化综合成套设备”。该设备使城市生活固体废物的综合利用率提升至85%，为城市垃圾处理提供了一种符合循环经济与节约型社会要求的新模式。目前已建成3座处理规模合计达950吨/日的城市生活垃圾综合处理设施，并在古巴与坦桑尼亚成功建设了2座废弃物发酵产沼工程。此外，团队为国内外30多个城市和地区编制了生活垃圾处理可行性研究报告与方案设计，其中已有7座垃圾处理厂建成投产，总处理能力达到1500吨/日。 其次，在城市难处理固体废物治理与能源化利用方面，针对医疗垃圾、城市家居固体废物等成分复杂、形状多样、含水率高、含氯量高且含有金属、玻璃及化学物质等处理难题，主持研发了城市家居固废热解燃烧锅炉。该技术已推广应用20余套，累计生产蒸汽约300万吨。按年处理固体废物约26万吨计算，相当于节约燃油约9万吨。 截至2017年，陈勇主编了包括《中国能源可持续发展》（《中国可持续发展总纲》第三卷）、《固体废弃物能利用技术》、《中国至2050年能源科技路线图》（中、英文版）、《天然气水合物丛书》等在内的5部著作；参与编写了《能源发展战略研究》、《二十一世纪后续能源发展战略》等7部著作；发表学术论文260余篇；申请发明及实用新型专利40项，其中已获授权15项。在科研项目方面，他主持了欧盟框架计划、国家科技攻关、国家973计划、科技奥运项目等近50项课题，并先后获得国家科技进步奖二等奖2项，广东省科技进步奖一等奖2项、二等奖2项。2022年1月15日，其参与的《复杂长链有机固废热化解构与提质重构响应机制》项目入选2021年度广东省自然科学奖拟奖项目公示名单。
2017年3月，陈勇应邀作为首场讲座的主讲人，面向广东实验中学高一和高二南山格致班共八个班级的近四百名中学生，作了一场题为《创新改变世界，创新改变生活，创新改变人生》的专题报告。在报告中，陈勇从四个维度深入阐述了创新所具有的重要意义：创新驱动发展战略的核心地位，创新在日常生活与学习中的普遍存在，人才作为实施创新驱动的关键载体，以及创新如何推动能源转型与环境改善。他首先从线性思维与开环思维可能对创新产生的限制谈起，启发同学们认识到思维方式的局限，并鼓励大家主动学习并运用环形思维与闭环思维的方法论，学会透过表面现象洞察事物本质，从而理解并践行循环经济的发展理念。通过列举牙签、房卡套、网兜等生活中常见物品的设计与使用案例，陈勇生动地说明创新其实无处不在，关键在于是否具备创新的理念、勇于探索的精神、支持创新的文化氛围以及相应的实践平台；他勉励青年学子要敢于挑战未知领域，投身于具有难度与挑战性的工作，立志攀登科学高峰。陈勇进一步强调，驱动创新的根本主体是人才，而人才的成长离不开持续的自我修养与能力提升；为此，他结合许多励志的古诗、名句与经典格言，与在场学生分享关于修身成才的思考与体会。最后，陈勇结合自身长期的科研背景与实践经验，开展了以“绿色能源”与“城乡矿山”为主题的科学知识普及。他系统介绍了“城乡矿山”这一概念的提出背景与具体内涵，分析了当前相关资源的开发现状及面临的主要瓶颈问题，并指出大力发展绿色能源不仅是技术进步的体现，更是社会可持续发展的必然趋势与战略选择。
陈勇在科研工作中，始终致力于探索如何有效开发和利用以各类废弃物为核心资源的“城镇矿山”体系。他带领团队进行了大量深入而系统的研究，通过创新的技术路径与方法，成功将多种废弃物转化为具有实用价值和高附加值的产品或能源，并在多个实际应用场景中取得了显著且具有示范意义的成果，这些成果不仅体现了循环经济的理念，也为城市资源可持续管理提供了重要的技术支撑与实践案例。