1950年考入
汉中农校，1956年在汉中地区
农技站工作，同年秋考入
兰州大学生物系，1961年7月大学毕业后分配到
甘肃农业大学植物生理教研组，1978年提升讲师，1987年破格晋升
教授。现任甘肃农业大学植物生理生化研究室主任、教授，
兰州大学和甘肃农大博士生导师。国际植物组织培养协会会员全国植物组织培养专业委员会委员。甘肃省植物生理学会副理事长，甘肃省园艺技术指导站高级顾问。
先后主持国家和省列重点课题多项。有15项成果通过省级鉴定，并获省、部级1、2、2、3、3等奖各一项，其中1项属国家级成果，局级奖10项。主持“玉米花药胚性细胞团研究”，1981—1984年获甘肃教育厅科技成果一等奖；国内首创葡萄试管繁殖，被誉为“曹孜义法”；主持和与他人主持“葡萄试管繁殖生产技术”，1986年3月获甘肃省科技进步一等奖，并被确认为国家级科技成果，在全国推广，1991年获国家教委科技进步二等奖；主持国家“七五”项目“葡萄去病及无毒苗快繁技术”研究，1990年获中国农科院成果二等奖：主编的（葡萄组织培养及应用）和（植物组织培养实用技术）（副主编）
高等教育出版社1990年分获国家科委“星火计划丛书”优秀图书奖；主编的（实用植物组织培养技术教程）1999年4月获甘肃省教学成果二等奖；主持“葡萄花药胚性细胞团发育规律的研究”1994年5月获农业厅农业技术先进成果二等奖；参编、主审和主编大学本科教材四本次，出版专译著4部，参编国际丛书两部，《植物细胞培养手册》第六卷第20、21章．国际《农林生物技术》丛书25卷玉米卷第二部分第2章；发表论文90余篇，其中权威性杂志30篇，五次参加国际会议。已经培养和正培养研究生12人。
1987年破格晋升为教授。1995年被兰州大学细胞生物学科遴选为博士研究生导师，1999年被
甘肃农业大学作物学科遴选为博士研究生导师。
曾连续三年被评为校级优秀教师。1987年被授予“全省教书育人先进个人”荣誉称号。1991年荣获“甘肃省优秀专家”荣誉称号，同年起享受
国务院政府特殊津贴。1995年被评为校级科技工作先进个人。
先后为本科生讲授《植物生理学》、《植物组织培养》和《细胞生物学》等课程，为硕士研究生和博士研究生讲授《
高级植物生理学》、《微观生态学》和《细胞的识别与分化》等课程。主持完成的《植物组织培养技术课程教材建设》1999年获甘肃省教学成果二等奖。
担任
作物栽培学与耕作学专业植物生理生态方向博士研究生导师以及作物栽培学与耕作学专业作物遗传育种方向硕士研究生导师。已培养硕士研究生23人，博士研究生6人，指导在读博士研究生2人。
主要从事
植物生物技术方面的研究，是国内最早从事葡萄组织培养的研究者。1978年从葡萄花药诱导出花药植株，是国内最早完成、与国外同年的研究成果。在国内首创葡萄试管繁殖技术，被命名为“曹孜义法”，1986年获省科技进步一等奖，并被鉴定为国家级科技成果。
先后主持完成国家级和省级课题多项，获省部级一等奖1项、二等奖和三等奖各3项，厅局级奖11项。主持完成的《葡萄试管繁殖生产技术的应用和推广》1991年获国家教委科技进步二等奖，《葡萄去病毒及无毒苗快繁技术》1990年获中国农科院科技成果二等奖，主持（第二主持人）完成的《去病毒苹果、葡萄良种繁育及栽培示范推广》1998年获省“星火”二等奖，主持的《酿酒葡萄产业开发及优良酿酒葡萄营养系脱毒、繁殖、嫁接和推广》2007年获省农业厅丰收一等奖和省科技进步三等奖，《玉米花药胚性细胞团研究》1984年获省教育厅科技成果一等奖，其研究总结发表在国际《农林生物技术丛书25卷玉米卷》（Haploid embryoigenecis of maize,Biotechnology in AgricultureandForestry. Maize.25,. Springer.1994,）上。参与完成的《葡萄优质丰产综合配套栽培技术》2001年获农业部丰收二等奖。
参编了国际《植物细胞培养手册》第六册，由美国McGraw-Hill出版（Handbook of plant cell culture Vo.6,perennialcrops 20-21Ed. by Chen ZH.,et al.1989），在全世界发行。主编的《葡萄组织培养及应用》和副主编的《植物组织培养实用技术》，1990年分别获得国家科委“星火计划丛书”优秀图书奖。参编、主审和主编大学本科教材四本次。还主编了《果树花卉无毒苗快繁技术》、《葡萄多种培养技术》、《现代植物组织培养技术》、《葡萄优良品种和配套栽培技术》和《葡萄育苗和栽培技术》等专著。1996年主编的《实用植物组织培养技术教程》，多次再版，发行2.5万册。2006年出版了个人研究系统总结《植物组织培养与生物技术——曹孜义论文选集》。