速度・表情の指示はドイツ語による。ニ短調。序奏付きの自由なソナタ形式（提示部反復指定あり）ともいえるが再現部が存在せず、ほぼ提示部－展開部－コーダという構成になっている。3/4拍子で始まり、緩やかな序奏の動機が示される。第1主題を予告する動機が繰り返されて速度を速め、主部に入る。主部は2/4拍子。第1主題は半音階的に上下し幻想的な響きを持つ。第2主題に相当するものは認められず、主部は第1主題の変形や展開によって形成されている。3本のトロンボーンの和音により展開部に入る。展開部では第1主題を扱うが、やがて新たな主題が現れ、確保される。さらに流麗な旋律が続く。これが繰り返され、高まるとコーダとなり、流麗な旋律が勝ち誇ったように奏され、第1主題と新たな主題で締めくくられる。
フルート2、オーボエ2、クラリネット2（初稿：C管→改訂版：B♭管）、ファゴット2、ホルン4、トランペット2（D管→F管）、トロンボーン3、ティンパニ、弦五部。
1840年9月にクララと結婚したシューマンにとって、翌年1841年は、交響曲を2曲そして序曲など作曲活動が順調に進んだ年となった。まず1月から2月にかけて第1交響曲を完成し、3月に序曲、スケルツォとフィナーレ作品52、4月から5月にかけてピアノと管弦楽のための幻想曲（後に改訂され、ピアノ協奏曲の第1楽章となる）を立て続けに作曲する。さらに6月から、後に第4番とされたこのニ短調交響曲の作曲に取りかかり9月9日に完成し、9月13日の妻クララの誕生日に彼女にプレゼントした。初演は、3か月後の12月6日、序曲、スケルツォとフィナーレとともに、ライプツィヒ・ゲヴァントハウス管弦楽団により行われた。しかし、メンデルスゾーンの体調不良のため、代わりにコンサートマスターのフェルディナント・ダーヴィトが指揮したことや、これら新作発表に加えて、クララとリストの二人のピアノ演奏もこの演奏会で行われたため、聴衆の目がこの二人に集中したことなどから、結局、初演当日のプログラム表記が『交響曲第2番』であったこのニ短調交響曲は、十分な評価を初演時に得るには至らず出版は見送られた。シューマンは「この曲は第1番より決して劣るものではない」と自信を持っていたが、結局、この初稿に基づく版（後述）が出版されたのはシューマン死後の1891年である。
2人の結婚は1840年9月12日（ロベルト30歳・クララ20歳）なので、クララにとっては結婚してから2回目の誕生日になる。初演は、そのクララの誕生日から3か月後の1841年12月6日に行われ、10年後1851年に改訂され、現在は改訂版が多く演奏されている。全体構成、楽想、規模ともシューベルトの交響曲第4番ハ短調『悲劇的』の影響が見られる。作曲年次としては、第1番『春』に次ぐ2番目の交響曲であるが、改訂後の出版年次（1854年）により第4番とされた。作品番号は120が与えられたが、これは改訂版に対してであり、初版の作品番号は正確には存在しない。演奏時間は改訂版で約30分。
終始一貫して石炭地質学の教育と研究に尽くし、調査研究対象は、樺太・中国・インドネシアなどの諸地域の炭田に及び、国内では九州の古第三系夾炭層の層序と地質構造の究明に最も力を注いだ。1949年に西日本文化賞受賞。一方では、炭鉱の坑内水や地下水に関連する水理地質学的研究を進め、九州地方・山口県などの各地の温泉開発にも指導的役割を果たした。その功績に対して長崎県および島原市から支援の申し出があり、1962年に九州大学理学部付属として島原火山温泉研究所が創設された。1971〜72年には名称変更になった島原火山観測所の所長を勤めた。この観測所は1984年に島原地震火山観測所と改称されたが、これが1990年11月の雲仙普賢岳の噴火予知と火山地質学・災害対策研究の礎になった。
シアワセモは19世紀から知られていた生物であったものの、4つの細胞は多細胞生物として活動しているのか、それとも単細胞生物が単に4つくっついているだけなのかは長らく謎であった。クラミドモナス目には非常に少数の細胞が集合して多細胞生物としてふるまう事から、単細胞生物から多細胞生物へと進化する過程を探るのに重要なモデル生物群として注目されていた。しかしシアワセモそのものは多細胞生物であるという見解に否定的な論文が2009年に出されていた事もあり、あまり研究されてこなかった。その一方で、シアワセモは群体を形成するクラミドモナス目の中では最も古い、約2億年前に出現した生物であり、系統的には単細胞生物のクラミドモナス (Chlamydomonas reinhardtii) と多細胞生物のヒラタヒゲマワリ (Gonium pectorale) やニセヒゲマワリ (Astrephomene gubernaculifera) の間に位置する事も判明していた。2013年に東京大学大学院の研究チームが、シアワセモの同調培養系を確立した上で、免疫蛍光染色法で細胞の骨格となるタンパク質を染色して観察した。その結果、単細胞生物のクラミドモナスは対称的な構造を持つのに対し、シアワセモは比較で用いられたヒラタヒゲマワリと同じ、非対称的な構造を有する事が判明した。また、透過型電子顕微鏡を用いて、シアワセモの娘群体の発生時を観察したところ、多細胞生物の基本的な構造である原形質間架橋が観察された。この特徴から、シアワセモの4つの細胞は多細胞生物としての振る舞いを行っている事が判明し、最小の細胞数で構成された多細胞生物であることが判明した。