曾获得美国宇航局颁发的爱因斯坦学者奖、美国密歇根大学的优秀青年校友奖。2010年刘教授以中科院“百人计划”从哈佛大学到国家天文台工作，2011年起在国科大任岗位教授，2014年获得“国家杰出青年基金”，2015年入选科技部“中青年科技创新领军人才”，2016年获评“全国优秀科技工作者”，并获台湾国立中央大学颁发的DeltaLectureshipAward，2017年入选“百千万人才工程”，并入选第三批国家“万人计划”领军人才，2019年入选首届腾讯科学探索奖。