人類の活動から生じる地質学的兆候の1つは、大気中の二酸化炭素(CO₂)含有量の増加である。過去数百万年間におよぶ氷期と間氷期のサイクルで、自然のプロセスはCO₂を約100ppm（180ppmから280ppmへと）変化させた。2013年時点で、人為的なCO₂の正味排出量は大気濃度を同程度に増加させ、280ppm（完新世または産業革命前の平衡値）から400ppmになり、2015-2016年のCO₂月次監視データは400ppmを超える上昇傾向を示している。地球の気候システムにおけるこの数値は、以前の同様の変化よりもはるかに速く、規模もより大きいため特に重要である。この増加の大部分は、石炭、石油、天然ガスといった化石燃料の燃焼によるものである。
人類の影響による生物分布の永続的な変化は、地質記録で特定可能になるとされている。しばしば当初の予想よりも速い速度で、多くの種族がかつて彼らには寒すぎる地域へと移動するのを、研究者達は確認している。これは気候変化の結果として部分的に発生したものだが、農業や漁業にも対応したり、世界旅行を通じて外来種が新たな地域へと偶発的に入ったことにも対応して発生している。 複数の研究者が、人口増加と人類活動の拡大により、ゾウ、トラ、イノシシなど通常は日中に活動する動物種の多くが夜行性になり、人間との接触を避けていることを発見している。
均質新世(Homogenocene)は、現在という地質時代を定義するのに使用されるさらに特有の用語であり、そこでは生物多様性が減少していき、主に意図的または不注意により世界中から持ち込まれた侵入種（作物、家畜）が原因で、世界中の生物地理学や生態系が互いにますます似通ってくる時代を指す。均質新世という用語は、1999年の学術誌『Journal of Insect Conservation』の編集記事「諸外国への動物相の移転：ここが均質新世の出現」でマイケル・サムウェイズにより最初に使用された。この用語は2000年に生態学者ジョン・L・カーナットにより「均質新世の手引き」と題された短いリストの中で再び使用されており、それはジョージ・コックスによる『Alien species in North America and Hawaii: impacts on natural ecosystems（北米とハワイの侵入種：自然生態系への影響）』の批評総括だった。チャールズ・C・マンは好評価された著書『1493 : 世界を変えた大陸間の「交換」 』で、同質新世のメカニズムおよび進行中の結末に関する見通しを述べている。
人新世を表す英単語Anthropoceneは、「人間」を意味するanthropos（古代ギリシア語:ἄνθρωπος）の派生形anthropo-と、「新しい」「最近」を意味するkainos（古代ギリシア語:καινός）の派生形-ceneとの組み合わせである。早くも1873年には、イタリアの地質学者アントニオ・ストッパーニが地球のシステムにおける人類の力および影響の増大を認めて「人為的な時代(anthropozoic era)」に言及していた。生態学者のユージン・F・ストーマーが1980年代に「人新世(anthropocene)」という用語を作ったと記述されていることも多いが、この用語は1970年代半ばには非公式に使用されていた。パウル・クルッツェンがそれを独自に再発見して普及していったとされている。ストーマーは「私が1980年代に「人新世」という用語を使い始めたが、パウルが私に連絡するまで全く世に出なかった」と書いている。クルッツェンは「誰かが完新世に関して何事かを述べている会議に自分は出席していた。突然これは間違いだと自分は思った。この世界はあまりにも変わってしまっている。そこで私は言ったんだ「違うよ、我々は人新世にいる」とね。私は咄嗟の思い付きでその言葉を作り上げました。誰もがショックを受けていてました。全員が固まってしまったようだった」と述べている。2008年、ザラシーウィックツは学術誌『GSA Today』で、人新世という時代が今や適切であることを示唆した。
同郷の暦算家・川谷薊山の弟子である片岡直次郎から天文学と暦学を学んだ後、寛政時代初期に天文学の勉強のために江戸にのぼり、和算家の藤田貞資に師事して数学を学んだ。1795年（寛政7年）に公儀で改暦の議が起き、諸国から技術者が募られた際には、その1人に選ばれ、天文方暦作助手として寛政改暦の事業に参画した。からくりなどの発明にも長け、写天儀（天球儀または天体望遠鏡）、日時計、行程儀（万歩計）などの科学機械を製作したといわれ、「からくり半蔵」の名でも親しまれた。細川の製作したからくりのネズミが、ほかの者の製作したからくりのネコを食い殺したという話すらあり、信憑性はともかく、細川の技術の高さを伝える逸話として後に伝えられてる。1796年（寛政8年）にからくりの製作方法などを著した自著『機巧図彙（からくりずい）』は、日本初の機械工学書ともいわれ、からくりの仕掛けを図解したものとして最も詳細な文献との評価もある。後に昭和時代のからくり人形師・玉屋庄兵衛（7代目）は1969年（昭和44年）に『機巧図彙』を手本として茶運び人形を完全復元した際、同書の説明のわかりやすさと正確さに舌を巻いている。没年は同1796年（寛政8年）とされるが、生年不詳のために没年齢は不明。『機巧図彙』の序文の起草年に寛政丁巳、すなわち1797年（寛政9年）とあるため、この没年も正しくないとの見方もある。なお死因については不治の病気との説のほか、禁止されていた技術を公開しようとして死罪となったとの説や、才能を妬まれて毒殺されたとの説もある。