段晚鎖1991年至1995年就讀于山西大學數學係數學專業；1997年至2000年在昆明理工大學理學院攻讀套用數學專業碩士學位；2000年3月考入中科院大氣物理研究所攻讀氣象學專業博士學位，於2003年獲得理學博士學位，畢業後留所，被聘為助理研究員，之後於2006年被聘為副研究員，2010年聘為研究員、博士生導師。
研究方向與學術成果主要從事氣候可預報性理論、方法及其套用的研究。他用先進的數學方法，條件非線性最優擾動（CNOP）研究了嚴重影響我國天氣和氣候的極端氣候事件-----厄爾尼諾-南方濤動（ENSO）事件的可預報性。從理論和實測資料兩方面揭示了最容易發展成極端厄爾尼諾事件的“前期徵兆”；提出了導致厄爾尼諾事件“春季可預報性障礙”（SPB）的一種機制，揭示了導致顯著SPB的初始誤差的特徵；將CNOP方法套用於氣候年代際變化的研究，在年代際尺度上用非線性解釋了ENSO強度的不對稱性；揭示了厄爾尼諾的一個新的非線性特徵，即厄爾尼諾越強，衰減相持續時間越短，從而為ENSO不規則振盪的非線性混沌理論提供了有力證據，為評估和發展模式，進而提高ENSO預報技巧提供了新的思路。在可預報性方法的研究方面，提出了計算一類可預報性最佳化問題的新算法；與合作者一起，將CNOP方法拓展到了既包含初始擾動又包含模式參數擾動，以致既可用於研究天氣和氣候的第一類可預報性問題，又可用於探討第二類可預報性問題，為可預報性研究提供了一個創新的方法。有關成果被國內外雜誌的文章評價為“CNOP方法在ENSO可預報性研究中的首次套用”，“關於CNOP在ENSO可預報性中套用的結果是令人興奮的”，與國際上其它成果一起被評價為“為提高短期氣候的預報技巧提供了新思路”等等。在國內外核心刊物上共發表論文30餘篇，其中SCI收錄21篇，SCI他引90餘次。
主要獲獎情況曾於2009年獲“中國科學院盧嘉錫青年人才獎”；2006年獲教育部、國務院學位委員會“全國百篇優秀博士論文”獎和中國氣象學會“全國優秀青年氣象科技工作者獎”；2005年獲“中國科學院優秀博士論文獎”等。
