1992年获美国马里兰大学细胞生物学博士学位；1993年到1998年先后在美国约翰-霍普金斯大学医学院神经科学系和加州理工学院生物学部做博士后研究；1999至2007年先后在美国德克萨斯农工大学生物科学与技术研究所任助理教授、副教授及终身教授；2007年受聘回国加入华东师范大学，组建生命医学研究所并任所长；2008年入选国家“千人计划”；2011年12月起担任上海市调控生物学重点实验室主任，同年起担任教育部创新团队带头人、国家重大科学研究计划（973项目）首席科学家；2012年入选上海市优秀学科带头人，2012年起任华东师范大学生命科学学院院长，2014年获得上海市白玉兰纪念奖。刘明耀教授致力于G蛋白偶联受体（GPCR）在个体发育和重大疾病发生发展过程中的功能及信号转导机理研究，以及靶向GPCR的新药研发。回国后作为首席科学家主持国家重大科学研究计划1项，主持国家自然科学基金重点项目2项，主持国家重大新药创制课题1项，已在Science、Nature、Nature Medicine、Nature Biotechnology、Nature Communications、PNAS、J Natl Cancer Inst等国际学术刊物上发表SCI论文200多篇，申请专利近100项，获得授权专利30余项，2012年获得国家科学技术进步一等奖。