東洋史教育の創成に尽力、東西交渉史等の分野で優れた業績を残した。清国留学中に一次資料を写真に記録（1907年–1909年）、帰国後、京都帝国大学に赴任すると内藤湖南・狩野直喜とともに京都派東洋史学を確立。清朝考証学の伝統と西洋の文献学的方法を総合し、中国史・東西交渉史に優れた業績を残した。なかでも「大苑国の貴山城に就いて」では西域の歴史・地理について、白鳥庫吉や藤田豊八らと論争を展開した。主な弟子に宮崎市定らがいる。「始皇の前に始皇なく、始皇の後に始皇なし」と始皇帝を再評価した。子息はフランス文化研究者の桑原武夫。
1871年1月27日 越前国（現・福井県敦賀市）に製紙業者桑原久兵衛の次男として生まれる。京都府尋常中学校から第三高等学校に進学、同校を1892年に卒業、帝国大学文科大学（現・東京大学文学部）に入学すると漢文科から同大学院東洋史専攻に進む（1896年）。修士課程を1898年に修了、母校の第三高等学校で教授職につく。翌1899年に同高等学校から高等師範学校（現・筑波大学）に転じ教授（–1907年）、国費留学のため退官、文部省より中国へ派遣される。1909年に帰国すると京都帝国大学文学部の教授となり東洋史学第二講座に就任。在職中に博士論文を書き上げ文学博士号を授かる。高等官二等（1911年）。1930年に同大学を停年退官、翌1931年の2月に京都大学の名誉教授、5月24日、61歳で没する。高等官一等、位陛は正三位勲二等。
高校卒業後、ファッション関係の仕事に就いていたが、数本のCMに出演後モデルが本業になり、1978年より放映された、円谷プロ制作の特撮ドラマ『恐竜戦隊コセイドン』（東京12チャンネル、現・テレビ東京）で女優デビューする。1979年には、TBSのドラマ『男なら!』に坂上味和の同級生役でレギュラー出演。当時の紹介記事では「若さを出すために人一倍騒ぐことにしている。幾つになってもかわいらしさを出せる役者になるのが夢」と述べている。特技は、スキンダイビング、テニス、ゴルフなどスポーツ全般。
ルナ・オービターのメインバスは円錐台の形をしており、高さ1.65m、直径1.5mあった。宇宙機は三つのデッキにより構成されており、トラスとアーチにより支えられていた。本体のデッキにはバッテリー、トランスポンダー、フライトプログラマ、慣性基準装置（IRU）、カノープススタートレッカー、コマンドデコーダー、マルチプレックスエンコーダー、進行波管増幅器（TWTA）および撮影システムが搭載されていた。四枚の太陽パネルがデッキの外側に取り付けられ、1.32mと2.08mのブームにはそれぞれハイゲインアンテナとローゲインアンテナが取り付けられた。装置デッキの上には中央デッキがあり、速度制御エンジン、推進剤、酸化剤、加圧タンク、太陽センサー、宇宙塵探知機が搭載されていた。第三デッキにはエンジンの熱から機体を守るため熱シールドが搭載していた。エンジンのノズルはシールドの中央部から突き出していた。頂上のデッキの周囲には四つの姿勢制御スラスターが取り付けられていた。四つの太陽電池から供給される375Wの電力は直接宇宙機を動かし、また、N-Cバッテリーを充電した。バッテリーは太陽電池が使用できない短い期間に使用された。
ルナ・オービター計画（英: Lunar Orbiter program）は、アメリカ合衆国が1966年から1967年に行った無人月探査機計画。アポロ計画のための月の地図作成が目的であった。計5機が打ち上げられ、そのすべてが成功し、月の表面の99%を60m以上の解像度で撮影することができた。最初の3回のミッションで、地球からの観測で選ばれた20ヶ所の着陸候補地を低傾斜角軌道で撮影した。後の2回のミッションでは高高度極軌道から科学観測目的で撮影された。ルナ・オービター4号は月の表側全てと裏側の95%を撮影し、ルナ・オービター5号は月の裏側の残りを撮影し、予定された36の地域を中解像度(20m)、高解像度(2m)によって撮影した。全てのルナ・オービターはアトラス-アジェナDによって打ち上げられた。ルナ・オービター計画の撮影システムは非常に複雑であった。まず、月面を撮影した後、軌道上にてフィルムの現像を自動で行い、濃淡を帯状にアナログスキャンし、データを地上に送信する。地上では、データをモニターに表示し、それを再び撮影する。そして最後に、帯状の画像をつなぎ合わせて全体の画像を作成していた。この計画によって、地球全体の写真がはじめて撮影され、1号機は月表面から地球の出（Earthrise）を撮影した。
1911年（明治44年）、愛知銀行（のちの東海銀行、現在の三菱UFJ銀行）に入行し調査部長となる。1916年（大正5年）、鉄道院総裁の後藤新平に引き抜かれ総裁秘書となり、1919年（大正8年）には後藤新平、新渡戸稲造、鶴見祐輔、岩永裕吉らとともに外遊をしている。帰国後の1920年（大正9年）愛知銀行に戻り常務取締役に就任した。昭和金融恐慌後の金融破綻の収拾策の一つとして1927年（昭和2年）、井上準之助らの肝いりで昭和銀行が設立されると、田島は同銀行常務取締役、次いで頭取に就任し債権返済と厳格な基準による破綻銀行の査定を実施している。また、昭和銀行頭取の退職金を担保にして1937年（昭和12年）、明協学寮という学生寮をつくり、人材育成を試みた。田島自身、週に1回、早朝論語の講義を行っている。1938年（昭和13年）、日本産金振興会社社長に就任する。同社は商工省監督下の国策会社であり、以後、田島は全国金融税制会理事、日本銀行参与などを歴任した。戦後の1946年（昭和21年）3月、大日本育英会（現在の日本育英会→日本学生支援機構）会長兼理事長事務取扱に任命される。また、同年7月には貴族院議員に勅選され、日本国憲法など重要法案審議に参加している。