細田作品の特徴として真っ先に挙げられるのが「影なし作画」である。通常、アニメでは人物の立体感を表現するために、色の塗り分けによって陰影をつけるが、細田作品の人物画は特別なシーンでない限り、影が描かれない。その意図について、細田は「アニメーションにおける影は、実写のように影や光が当たっているところを細かく人物に付けることで『絵であることから抜け出たい』という思いがあるが、自分は逆に『アニメーションは絵画である』ということを強調したい」「絵画史のなかの一番最先端にアニメーションという表現があるということを自覚して作った」と説明している。「立体感は動きによって表現すべし」とする細田の考えに基づき、陰影のないフラットな人物画で躍動感のある動きを表現しているが、アニメーション本来の魅力の源泉である動きの芝居に力を注ぐことで作品のダイナミズムが生まれている。顔に陰影がないのは浮世絵などの日本絵画の特徴だが、影のない平面的なキャラクターは一層記号的な存在となる。その代わりに動きや型を追求したのが日本画であり、細田作品の陰影のないフラットな人物描写は日本画の伝統に延長線上にあるものだと指摘されている。また、影を描かないのは作業の効率化という意味合いもある。影が無くなればリテイク率も圧倒的に減り、その分の時間や予算を他の部分に回すことが出来るからである。初めに作画の手間を減らすために影を無くしたいと言い出したのは長年コンビを組む山下高明である。最初はむしろ細田はそれに抵抗していたが、山下の画力なら十分耐えられると思い直し、不必要な影や線を極力減らした分、人物の形そのものや芝居に力を入れよう、という事になった。
細田守作品の美術・背景は人物絵とは対照的に非常に写実的で実在感があり、徹底したリアリズムが貫かれている。現実に存在する風景を精緻に描くことで、ファンタスティックな出来事が起こる物語でも、登場人物たちは実在して生きているのだと観客に感じさせることができる。