서울대학교 지구환경과학부 교수. 서울대학교 자연과학대학 지구환경과학부에서 해양학을 전공하고 동 대학원에서 물리해양학으로 석사 및 박사 학위를 받았다. 국방과학연구소와 미국 스크립스(Scripps) 해양 연구소에서 국방, 기후, 생태 관련 연구에 참여했으며, 현재 서울대학교 지구환경과학부에서 해양 관측 중심의 연구와 교육에 힘쓰고 있다.

한반도 주변 연해와 태평양뿐 아니라 대서양, 인도양, 남극 연안을 포함한 전 세계의 바다를 70회 이상 탐사하고 그 결과를 바탕으로 90여 편의 학술 논문을 발표했다. 기후변화에 관한 주요 평가 보고서의 주 저자 및 자문으로 활동했으며, 북태평양해양과학기구(PICES)와 유네스코 해양학위원회 등 주요 국제회의에 정부 대표로 참여하고 있다. 서울대학교 자연과학대학 우수강의상(2018), 연구상(2020), 교육상(2023) 등을 수상했으며, 한국해양학회 총무 이사, 한국과학기술한림원 차세대 회원, 한국해양한림원 준회원으로 활동 중이다.

지은 책으로 『천재지변에서 살아남는 법』, 『반드시 다가올 미래』, 『남극에 ‘운명의 날 빙하’가 있다고?』, 『2도가 오르기 전에』, 『위기의 지구, 물러설 곳 없는 인간』 등이 있고, 함께 쓴 책으로 『기후위기행동사전』, 『서울대 교수와 함께하는 10대를 위한 교양 수업 4: 남성현 교수님이 들려주는 해양 과학 이야기』 등이 있다. 『블루 머신』, 『기후변화 ABC』 등을 감수했다. JTBC [차이나는 클라스], EBS [클래스 e], tvN [벌거벗은 세계사] 등에 출연해 사람들에게 기후변화의 심각성을 알리기도 했다.