1956年生，首都儿科研究所研究员，博士研究生导师，副所长。1978年毕业于安徽皖南医学院医疗专业，1983年毕业于中国医学科学院儿科研究所，获儿科免疫专业硕士学位。1989-1991年于加拿大温哥华UBC大学儿科研究中心，访问进修两年。1983年回国至今在首都儿科研究所任职。目前主要从事儿童早期生长发育的营养基因组学研究。2010年被评选为全国优秀科技工作者。现为中国遗传学会表观遗传专业委员会委员，全国妇幼健康研究会儿童早期发展专业委员会副主任委员，中华预防医学会儿童保健分会副主任委员，中华医学百科全书儿科分卷副主编， 2011年度首都劳动奖章获得者。
自2003年开始，在我国出生缺陷高发区开展了出生缺陷的人群监测和流行病学研究，分析了主要出生缺陷的发生水平和特征；从营养和生化代谢等角度，初步建立了营养素相关代谢产物的检测技术，建立了代表性地区的儿童出生质量与环境因素综合研究信息平台及共享资源库。证实在我国出生缺陷高发区育龄妇女存在膳食中的叶酸和维生素B12摄入严重不足，验证了维生素B12缺乏是除叶酸缺乏以外的另一个导致神经管畸形发生的独立的危险因素。同时，在此基础上，运用质谱分析方法，证明了神经管畸形患儿的脑组织基因总体甲基化水平显著降低，这种降低是具体表现在特定的基因重复序列。对这一科学发现《美国临床营养学杂志》同期发表专题述评。同时也发现神经管畸形病例中组蛋白甲基化修饰的确发生了变化，且该变化可以由低叶酸的环境因素所导致。张霆研究员的小组与复旦大学生科院合作，在世界上首次证明Vangl2基因的突变是神经管畸形的危险因素之一，发表于2010年的新英格兰医学杂志。近十年来，张霆研究员以第一或通讯作者在本研究领域共发表SCI论文40余篇。
