1986年毕业于浙江大学医学院临床医学系，1993年获浙江大学医学院外科学博士学位。1994至1995年前往美国West Virginia大学进修学习，美国 Loma Linda 大学（2004）和 Marshfield Clinic（2007）访问学者。1986年至1996年在浙江大学医学院附属二院普外科担任住院医师、主治医师/讲师、副教授，1996 年至今在浙江大学医学院附属邵逸夫医院担任副主任医师/副教授、主任医师/教授。长期工作在临床、科研、教学一线，擅长于肝胆外科、胃肠外科等疾病的诊治，在微创外科领域有很深的造诣，拥有多项创新性技术研究和发明，在多项技术和手术方式上实现国际国内首创。自主研发腹腔镜多功能手术解剖器，创建了腹腔镜刮吸解剖法肝切除技术和腹腔镜区域性肝血流阻断技术，首创完全腹腔镜绕肝带法二步肝切除术（蔡氏ALPPS术），以及肠吻合支架的研发及支架法肠吻合术的创建、肠转流支架的研发及支架法肠转流术的创建等。主持制定了首个中国腹腔镜肝脏切除手术操作指南，创建了国内首个微创医学学科，创建中国腹腔镜肝脏外科学院等。2021年牵头组建了全国首个微创医学领域的国家工程研究中心“微创器械创新及应用国家工程研究中心”。 主持承担多项科研课题如国家863项目、“十二五”国家支撑项目、国家重大科研仪器研制项目、国自然面上项目、浙江省重大专项课题、浙江省科技重点课题等。荣获全国创新争先奖、国家技术发明二等奖1项、国家科技进步二等奖2项、教育部科技进步一等奖1项、浙江省技术发明奖一等奖1项、浙江省科学技术奖重大贡献奖、浙江省科技进步一等奖3项、何梁何利科学与技术创新奖、吴阶平医药创新奖、谈家桢临床医学奖、白求恩式好医生等。创办英文期刊《腔镜、内镜与机器人外科(英文)》，发表SCI及中华系列杂志论文百余篇，并担任《医学参考报·微创外科频道》、《中国实用外科杂志》、《中国微创外科杂志》等十余种专业杂志主编、编委，编写《腹腔镜肝脏外科学》、《腹腔镜肝切除术：图谱和技术: atlas and techniques.》等专著和教材10余部。