笛卡儿认为方法论、认识论的问题是首要的问题。他说：“没有比知道人类知识是什么和它达到多么远这个问题更重要的有待解决的问题。”笛卡儿的认识论是唯理论。他相信人有“固有观念”（亦称“天赋观念”）。这“固有观念”说是后来被洛克痛驳的理论。
笛卡儿虽然也做过一些自然科学的实验，但不重视实验方法。他偏重数学所用的方法。他以为在数学中，如几何学的公理，是自明的，普遍正确的。因此他主张凡是极明白、极清晰、绝没有理由怀疑的就是真理。这就是他的唯理论的认识论。
笛卡儿没有考虑到数学的公理也是从人类实践中得来的。主观明白性并不能保证思想的正确。与笛卡儿同时的霍布斯已经批评这个标准说：“任何时候一个人觉得毫无怀疑，他就会自己以为达到了这种明白性，并且他会敢于肯定他所不怀疑的话，像完全知道的人一样。所以这个明白性很可以只是一个人坚持并顽强地辩护某一个意见的理由，但这不能够使他知道这个意见是真实的。”这个批评是正确的。
笛卡儿的这个不正确的真理标准使他得到灵魂存在的结论。他的理由是：无论我看什么，或想什么，我可以怀疑我看错了，想错了，看见蜡，其实不是蜡，想外界有东西，其实没有东西；可是，无论如何，看错也好，想错也好，总有个在看、在想的主体。所以这个主体必定是存在的。这个主体就是灵魂。因此他的公式就是：“我思，故我在”（他所谓思，是广义的，包括一切心理过程）。
笛卡儿以为这些主观上明白的观念，如上面提到的几何学的公理，不是从个人出生以后的经验得来，乃是人的理性中所固有的，也即是人的“固有观念”。除了几何学的公理之外，他以为例如说人有灵魂也是人的固有观念。对空间的知觉也被认为是人的固有观念。这是后来空间天生说（Nativism）的先声。
在固有观念的性质上，笛卡儿的意思有点模糊。经过别人辩驳之后，他又说这些观念，虽然不由经验得来，但需要有经验将它引出来，因为人心只有这种观念的可能性，不是有它的实际内容。只有这种观念的可能性而没有内容，这与没有这种观念怎么分别呢？笛卡儿不能自圆其说了。
可以看出，笛卡儿的固有观念说远远地导源于柏拉图的知识即回忆之说。
虽然笛卡儿的唯理论是片面的，但当时他用这个摧毁宗教的信仰先于知识这个蒙昧主义谬论，是具有进步的意义的。
笛卡儿也用他的真理标准达到了心物二元论的结论。
笛卡儿达到了这个结论：世界有上帝，有灵魂（心），有物质。这三个都是不依靠他物而独立存在的东西，即所谓实体，不过绝对独立存在的只有上帝，灵魂和物质只是相对的独立，因为这两个还要依靠上帝才存在。
我们可以撇开上帝不论，只说笛卡儿对灵魂和物质，即心与物的看法。他以为心与物根本不同；心的本质是思维，绝对不占空间（即无扩延性）；物的本质是占空间（有扩延性），绝对不思维。心与物是彼此互相独立的。
怎样知道是这样呢？他又是根据他的主观明白性的标准。他以为我们可以设想物质没有其他性质，但不能设想它不占空间，也不能设想它会思维。思维的不是物，就是心；物既不能思维，思维的必定是心。他曾这样说，“这样，因我们不能设想身体会以任何方式思维，所以我们只有理由以为我们所有的一切方式的思维都是属于心”。
思维是高度组织的物质，即人脑的机能。笛卡儿不能设想物质会思维，这只是由于他早年吸收了宗教关于灵魂的说法。笛卡儿以为应该怀疑一切不明白不清楚的观念；他没想到他觉得十分明白清楚的观念也会错误。
心物二元论，奥古斯丁已经提出，并且笛卡儿的个别论证也与奥古斯丁的相似。但是，他们的二元论的历史意义很不同。奥古斯丁要强调灵魂的重要性，笛卡儿则想使自然现象（包括生理）的研究取得独立的地位。
笛卡儿以为动物只是自动的机械，没有灵魂。人的身体也是自动的机械，但是人又有灵魂，人的灵魂能对这个自动机械起作用。笛卡儿还认为，既然人的身体是机械，就可以用研究物质的方法来研究人的身体的功能。他这个观点使宗教失却干涉生理学研究的理由。笛卡儿认为身体是机械以及他对于人的反射动作的看法，是由于他受了当时机械制造和力学的影响。哈维对于血循环的机械的解释也是这个影响的表现；哈维的这个解释又对笛卡儿起了启发的作用。
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