1905年（明治38年）、新潟県妙高市の赤倉温泉に生まれる。実家は旅館を営んでいた。17歳の時上京して、松竹蒲田撮影所（1920年（大正9年）開設）に入社する。1923年（大正12年）には、辻万歳人監督の『温き涙』で佐々木太郎とともに共同撮影をして、技師としてデビューした。1925年（大正14年）、吉野二郎監督の『夕立勘五郎』等の撮影を手がける。1927年（昭和2年）、松竹蒲田の女優・飯田蝶子と結婚する。1928年（昭和3年）、前年に剣戟映画『懺悔の刃』を撮ってデビューした小津安二郎の第2作である現代劇『若人の夢』の撮影を手がけ、以降「小津番」のカメラマンとなる。1936年（昭和11年）の初め、小津とのタッグ第31作にあたるサウンド版のサイレント映画『大学よいとこ』の撮影を手がけ、同作は同年3月19日に公開されるが、茂原は蒲田の花街にトーキーの研究施設「茂原研究所」を設け、撮影所が1931年（昭和6年）の五所平之助監督作『マダムと女房』以来、土橋武夫の「土橋式トーキー」を採用するなか、独自にトーキー・システムを研究した。同年、同撮影所は同年1月にすでに大船に完成していた松竹大船撮影所に全機能を移転していたが、小津は初めてのトーキー『一人息子』に小津組以外だれもいない蒲田で取り組み、これを完成させた。同作では、茂原は録音技師となり、撮影は佐々木啓祐番のカメラマン・杉本正二郎が受け持った。
トヨタ車は信頼性が高く故障が極めて少ないことで知られており、特にカローラ、ランドクルーザー、ハイラックスなどの信頼性の高さは「耐久性＝トヨタ」のイメージを万国で共通にしている。国内シェア1位の乗用車もさることながら、ランニングコストが重要な商用車の需要も極めて高い。例えばタクシー専用車のコンフォートなどは100万キロ近く走行可能であるため業界シェアの8割を占めるほどの人気を示している。高品質とコストダウンを両立するノウハウは、自動車のみならずあらゆる製造業で参考にされるほど高水準で知られる。特にドアやトランクリッドなどと外板の隙間（チリ）を狭く均一に仕上げる技術や、ドアの閉まり音、遮音性といった品質管理は定評があり、信頼性調査や顧客満足度の順位は安定して高い。トヨタが世界をリードしている環境技術に、スプリット式ハイブリッド技術の「トヨタ・ハイブリッド・システム（THS-Ⅱ）」がある。1997年12月に世界初の量産ハイブリッド車、プリウスを市場に送り出した。初代はマイナーな存在であったが、二代目は原油価格高騰などを背景に販売台数を伸ばし、三代目に至っては最初の1か月間の受注台数が月販目標の1万台の18倍にあたる約18万台で、納車が最大で10か月以上待ちになるなど空前のヒットを記録。「トヨタ=ハイブリッド」のイメージを不動のものとした。2017年2月にはハイブリッド車のグローバル累計販売台数が1000万台を突破している。近年は苦手とされていた高速走行を克服し、欧州でもハイブリッド車の販売が順調である。トヨタのグローバル販売台数におけるハイブリッド車の割合は12％と、世界の自動車メーカーの中で最も多いものとなっている。また燃料電池車（FCV）分野でも旗振り役となっており、2014年12月に世界初の量産型燃料電池車であるMIRAI（ミライ）を発売。試作車は1台数億円ともされたが、技術開発により売価は1台700万円に抑えた。最初の1か月間の受注台数は年間販売目標400台を大きく上回る約1,500台を記録。約7割が個人客であり、北海道など遠方からの注文も相次いだ。内燃機関技術ではヤマハ発動機にスポーツカーエンジンのDOHC化を委託したり、1970年代にホンダからCVCCの技術供与を受けたりするなど後れを取っているイメージがあるが、ホンダ・日産が排ガス規制の厳しさにDOHCエンジンを諦めてOHV・SOHCへと回帰する中でも、トヨタだけは頑強に三元触媒、TGP燃焼、酸化触媒の三方式にEFI（電子制御燃料噴射装置）、可変吸気システムなど様々な技術を開発してベースエンジンのDOHC化を可能にし続けた実績がある。1980年代には焼結中空カムシャフトや焼結鍛造コンロッドなど最新の生産技術を駆使した軽量・高機能なエンジン「LASRE（Light-weight Advanced Super Response Engine）」を推進し、低回転にも強いDOHCエンジンの「ハイメカ・ツインカム」を単独開発。それまでスポーツカーだけのものであったDOHCを、トヨタはいち早く全乗用車にラインナップした。1990年代には可変バルブ技術の「VVT-i」により大幅な燃焼効率アップを達成し、2005年には世界で初めて筒内直接噴射・ポート噴射を併用する技術の「D-4S」を誕生させている。2015年発売の4代目プリウスでは世界で初めて最大エンジン効率40%の大台に到達し、2017年登場の『ダイナミックフォースエンジン』ではさらに41%に伸ばしている。またクリーンディーゼル技術も戦前から研究が進められており、1959年のクラウンでは日本で初めて乗用車向けディーゼルを搭載した。その後は大型商用車・SUVをメインに開発が続けられ、2004年に日野と共同で小型トラック初のディーゼル・ハイブリッドを開発している。現在のトヨタのディーゼルは発展途上国の劣悪な環境や燃料でも使用できることを想定した高圧縮比ディーゼルで、マツダ・ボルボのような先進国向けの低圧縮比クリーンディーゼルと同水準の燃費を実現している。1960年代の業界再編期以降はグループ内各社との共同開発も多く、小型車用エンジンの新規設計や一部の小型車の企画はダイハツ工業の、トラック開発は日野自動車の参画を得ている。採算の取りづらいスポーツカーに関しても、2UR-GSEなどのエンジンはヤマハ発動機、86/BRZはSUBARUなどグループ外企業との共同開発でコストを削減し、消費者のニーズに応えている。逆にハイブリッド技術を日産、マツダ、BMWなどに提供したり、燃料電池車の特許5000点以上を無料で開放するなど、他社への技術供与も多く行っている。またロータス・カーズは、2006年以降の公道車モデルは全てトヨタエンジンを搭載している。2006年、トヨタの研究開発費は2位の米製薬会社ファイザーを抑え、世界一。2017年も国内企業で唯一年間1兆円を超える開発費をかけている。又将来の中核事業としてロボット技術にも注力、実際の事業化前提の積極的な開発が行われている。各地のイベントでも家庭内や介護医療で使われる事を想定したトヨタ・パートナーロボットを披露している。静岡県裾野市の東富士研究所と北海道士別市、田原工場内に巨大なテストコースを持っており、世界中の走行環境を再現した走行試験や、高速域や極寒冷下の試験などをはじめ、日本国外向け商品の開発にも多面的に取り組んでいる。