1985年7月畢業于清華大學工程力學系熱物理專業并獲學士學位。1988年3月獲得天津大學熱物理系碩士學位。1994年至1995年赴荷蘭計量院從事合作研究。2001年6月獲得清華大學熱能系博士學位。2001年任研究員。
　　
　　多年來，他在國際溫標研究及建立國家高溫溫標方面做出了突出貢獻。先后負責或作為骨干參加16個科研項目，獲國家科技進步二等獎1項，部委級科技進步二等獎2項，總計含涉外合作研究6項（其中1項在國外完成），作為項目負責人9次。
　　
　　曾獲國家質檢總局“中青年專家”，2002年享受國務院頒發的“政府特殊津貼”。2003年獲第8屆中國青年科技獎。2006年入選“新世紀百千萬人才工程”人選。
　　
　　2010年3月當選為國際計量委員會委員，成為我國第三位擔任該職務的專家。
　　
　　2010年3月9日，段宇寧和往常一樣，在中國計量科學研究院昌平實驗基地參加討論會，會議間歇，他出來打印資料，打開信箱，發現一封新郵件。這封來自國際計量局局長的信，帶來一個好消息。
　　
　　3月8日，經國際計量委員會（InternationalCommitteeforWeightsandMeasures-CIPM）全體委員投票表決，段宇寧當選國際計量委員會委員。
　　
　　CIPM是世界上成立時間早、重要的政府間國際計量組織，是保證測量單位全球統一的性國際框架。王大珩院士是中國位CIPM委員（1979年-1993年），中國測試技術研究院高潔院士于1993年至2009年期間擔任CIPM委員。
　　
　　段宇寧成為我國第三位CIPM委員，是中國加入米制公約組織30多年來，中國計量科學研究院有代表擔任該組織領導職務。用行內人的話說，這充分顯示了國際計量界對中國計量科技水平提升，以及高素質科技人才隊伍建設的認可。
　　
　　原來傳說中的計量院就在這兒
　　
　　相比而言，若干年前的中國計量科學研究院，遠不像今天聞名四方。
　　
　　“到中國計量科學研究院做科研，也有點機緣巧合。”段宇寧1988年碩士畢業，暑假騎自行車順著北京現在的北三環找工作，初的目標是北京化工大學。可車騎到附近，他看到路邊有個中國計量科學研究院的副食店，心想原來傳說中的計量院就在這兒，就抱著試試的心態，走進大門迎面那個樓的三層。
　　
　　面試段宇寧的人，是當時熱工處處長趙琪。回憶當年的印象，這位如今已退休的老專家說：“他低著頭不愛說話。”回答幾個問題后，正缺人手的趙琪決定要他。原因很簡單，他完全符合自己選人的兩個標準：一是出自名校且學歷高；二是人比較樸實。在她看來，太浮躁的人，搞不了科研。
　　
　　“剛來沒多久，給他一個小任務，是與利波—海爾合作的項目。對他簡單說了幾句，他很負責，主動騎車去好幾個所找了不少材料，甚至周末都不休息，項目完成得挺好。”后來，經過幾輪測試，趙琪發現，段宇寧不僅基礎好，做課題虛心、努力之外，還很有開拓性和組織能力。
　　
　　那都是些“小意思”
　　
　　不過，那個年代，整個國家科研經費緊張，計量科研項目“僧多粥少”，給年輕人的機會也不多。段宇寧很幸運，剛起步做科研就找到項目，雖然是3000元的青年基金課題，在當時也彌足珍貴。現在回頭再看，那都是些“小意思”課題，卻因此給了他積累和成長的機會。對此，他不僅滿足甚至覺得“自己是個‘寵兒’，趕上了很多好機遇”。
　　
　　王池是段宇寧的同事，在熱工處兩人共事十余年，感觸深的是他對工作的執著和熱情。計量院的人都知道，恒溫樓三層有不少實驗室，早年做課題，到了項目關鍵期，段宇寧在那一待就是幾天，地上鋪個泡沫墊子就能過一夜。
　　
　　說起這些，段宇寧總是淡淡一笑：“這在于是不是真正喜歡做科研。”在他看來，有時完成課題時的喜悅，還趕不上科研進展困難時有意思。“緊張的時候做夢都想著這個問題如何解決。”
　　
　　“放心，到時候就回來”
　　
　　1995年的一天，從來不接機的趙琪，破例到了北京國際機場去接段宇寧。因為早在一年前，她主張讓他作為中方唯一選派的訪問學者，代表中國計量科學研究院與荷蘭計量院合作研究“兩國銀固定點對比”項目。院里當時擔心段宇寧出國了不回來，反對聲一片。走之前，段宇寧答應趙琪處長：“放心，到時候就回來。”
　　
　　到荷蘭的這一年，段宇寧無心欣賞荷蘭迷人的風光，全身心地投入到項目研究之中。開始，荷蘭專家并不清楚這位年輕小伙兒的“實力”，項目負責人每周都要給他布置詳細的研究計劃。然而，隨著時間的推移，荷方給他布置的“命題作業”越來越少，尤其在他個人表達了對共同研究的課題中的一些關鍵地方的獨到見解后，荷方負責人開始對他刮目相看。
　　
　　一年的訪問學者生涯結束了，段宇寧作為中荷合作研究項目中方負責人成功地完成了兩國銀固定點比對，兩國銀固定點實驗相差5毫開爾文，與理論值吻合。這一年，實驗結果在國內外多次發表，獲得好評，其中有些數值及方法至今仍被一些國家采用。
　　
　　“非典”期間5天搶制紅外測溫現場校準儀
　　
　　2003年，面對突如其來的SARS疫情，大批紅外線測溫儀進入中國。不過，這其中不少測溫儀是工業用的。作為溫度計量行業專家，段宇寧發現紅外測溫儀測量人體溫度存在一些問題。于是，他建議全國溫度計量器具技術委員會提出“關于正確使用紅外輻射溫度計（含紅外耳溫計）測量人體溫度及紅外輻射溫度計和紅外耳溫計校準的建議”，得到了國家質檢總局的重視和批復。
　　
　　很快，國家質檢總局下達了向省級計量所提供紅外溫度計校準裝置53套的任務。而當時的北京萬人空巷，商場關門，學校放假。為了盡快生產溫度計現場校準裝置，科研小組成員冒著危險，找到因疑似病例被關閉的商城，購買零配件，連夜畫圖設計，去工廠組裝生產，連續工作5個白天黑夜沒合眼，段宇寧和同事們生產出批4臺紅外溫度計現場校準裝置，送達了首都機場和各大口岸。
　　
　　這些計量院科技人員加班加點趕制的紅外溫度計校準裝置，后來均被應用到抗擊非典的戰斗線。該裝置不僅填補了我國對紅外輻射測溫計現場校準裝置的空白，而且使紅外輻射測溫計從此有了“準星”。
　　
　　“我們現在有底氣了”
　　
　　2009年8月27日，段宇寧度過了忙碌也開心的一天。就在這一天，中國計量科學研究院昌平實驗基地正式啟用。國內外計量界的同行云集于北京十三陵水庫附近的基地參觀。作為計量院副院長的段宇寧感慨萬千：“我們有底氣了，現在，我們可以邀請國外專家來我院開展計量領域的合作研究。”
　　
　　我國計量科技的發展并非一帆風順。成立于1955年的中國計量科學研究院，早期由于經費有限，一些前沿科研領域根本無力涉足。不過，這個時代已經一去不復返了。2006年3月計量科技再次納入已頒布的《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》，并被列入國家“十一五”科技發展規劃。
　　
　　近年來，伴隨著國家對計量科研投入力度顯著加大，科研經費大幅增加，項目數量逐年遞增，成果也不斷涌現。據段宇寧介紹，目前，在昌平實驗基地，計量院不僅擁有一些世界水平的實驗室和儀器裝置，其中有些設備和科研成果，甚至讓國際計量界的專家都很震撼。“和實驗基地建設一樣，很多計量科研成果問世，是歷經了十多年的孕育和積累。”
　　
　　面對成功當選CIPM委員，段宇寧始終十分謙和：“這是國家實力發展的結果。”他一再強調：“其實我并沒做什么了不起的事，當選是天時、地利、人和的結果。”
　　
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　　米制公約組織
　　
　　基于早期資本主義工業化的要求，1875年5月20日由17個國家的代表于法國巴黎簽署成立了“米制公約”組織，并于1921年作了修改。目前“米制公約”的簽字國已達40余個。我國于1977年5月20日加入米制公約組織。
　　
　　在米制公約下，國際計量大會（GeneralConferenceofWeights&Measures）是高的權力機構，每四年召開一次大會，由各會員國的政府派代表參加，聽取國際計量委員會（CIPM）的工作報告，并討論國際單位制（InternationalSystemofUnits,SI制）的改進、推廣等事項，及審查會員國新研究發展出來的測量標準。屆國際計量大會召開于1889年。