2012年9月24日免去張小曳的中國氣象科學研究院副院長職務（保留四級職員待遇）。

主要從事大氣氣溶膠及其對天氣、氣候和空氣質(zhì)量影響的研究。 是973計劃“中國大氣氣溶膠及其氣候效應”首席科學家，并主持“京津氣溶膠對云…降水影響及在天氣預報中的應用”，“國家大氣成分本底觀測體系”等大氣行業(yè)專項和科技部基礎(chǔ)平臺項目等。共發(fā)表學術(shù)論文 130 余篇，其中63篇被SCI收錄，被SCI引用1200余次。

2017年4月21日，中國工程院2017年院士增選有效候選人名單公布，張小曳獲得環(huán)境與輕紡工程學部院士提名。

2019年11月22日，當選為中國工程院院士。