上海市人。海洋物理化学家，中国海洋化学学科带头人，海洋物理化学学科奠基人，首届国家级教学名师。曾任中国海洋大学化学化工学院教授、院长、名誉院长，美国俄勒冈州立大学海洋学院、台湾省中山大学海洋学院客座教授。张正斌是中国海洋湖沼学会常务理事，中国海洋化学学会副理事长，山东省化学化工学会副理事长。曾任国家自然科学基金会委员第一、二届海洋科学学科组评委，国家教委教学指导委员会委员，国家教委科学技术委员会地理、大气、海洋、环境四学科组委员。
张正斌教授主要从事海洋化学和海洋物理化学研究。曾获国家自然科学奖、全国科学大会奖、国家教委科技进步一等奖等。发表论文130余篇，出版著作15部。