在笛卡爾看來，真正的哲學的第一部分是形而上學，形而上學包含著知識的原則，比如上帝主要屬性的定義、靈魂的非物質性和我們擁有的所有清楚而簡單的觀念。第二部分是物理學，在發現了物質事物的真正原則后，我們在物理學中通常研究整個宇宙是如何構成的，然后研究地球的性質和在地球上發現的所有事物的性質，如空氣、水、火、磁鐵和其他物質，然后研究植物、動物尤其是人的本性，以便發現對我們有用的其他科學。
“這樣哲學作為一個整體就像一棵樹，這棵樹的根部是形而上學，樹干是物理學，從樹干中長出來的分枝是所有其他科學，可以歸結為三個主要部分：醫學、力學和倫理學—我是指更高一級和最為完善的道德科學，這一科學預設了對其他科學的完全知識，是最高級的智慧。”
笛卡爾的《哲學原理》的第一部分包含了形而上學，其他三部分，處理“物理學中最一般的東西”。
笛卡爾的目標是要發現一些確定、自明的真理，比如具有常識和推理能力的人都會接受的真理。經院哲學不可能給予我們這樣的知識，在同一主題上存在著許多不同的觀點，因此在經院哲學中尋找確定性是徒勞的。其他科學實際上采取了經院哲學的原則，在這樣不穩固的基礎上不可能建立牢固的東西。我們得到的是大量虛假觀點，被包圍在錯誤和懷疑之中，而沒有得到清晰確定的知識。在哲學中沒有一個主題是不可爭辯的。因此，如果我們希望在科學中有確定不變的東西，就必須除掉這些意見，從其地基開始重新建立知識的大廈。
我們不能接受傳統的觀點，而必須研究自然這部大書。“即使閱讀了柏拉圖和亞里士多德的所有論證，如果不能對任何命題形成合理的判斷，我們也永遠不可能成為哲學家。”知道別人的觀點并不是科學，而是歷史。人們應當獨立思考。但是我們在試圖獲得清晰明確的知識時應當如何行動？應當遵循什么樣的方法？數學的榜樣給我們提示了在推理中應當遵循的步驟。只有數學家才能夠發現確而自明的命題。我們毫無疑問接受這樣的表述：二加二等于四，三角形的三個角之和等于兩個直角之和。如果我們可能在哲學中發現類似的真理，無數的辯論和爭議將會停止：我們將能夠證明上帝的存在、靈魂的不朽和外部世界的實在性，也將為成功的科學建立安全的基礎。
我們如何進行數學研究，遵循什么樣的方法？我們從自明的公理或者原理開始，所有知道并理解這些公理或原理的人都會接受它們。我們將這些公理作為我們推演其他命題的出發點，這些命題邏輯地從這些原理中推出，如果在推理上沒有錯誤，這些命題具有和前者一樣的確定性。也即是說，我們從自明的簡單命題開始，由此得出更為復雜的命題，我們的方法是綜合的和演繹的。
這一方法也必須擴展到哲學上。我們應當從絕對確定的基本原理出發，從清晰自明的命題出發，去獲得同樣確定的、新的未知真理。在傳統的經院哲學中尋找這樣的真理是徒勞的。因為在經院哲學中我們除了得到一堆有分歧的意見之外，一無所獲。而且我們不可能接受任何只依賴于其他權威的真理，而是必須自己尋求真理，對我們沒有清晰明確地理解的東西，永遠也不要視為真實的。我們應當警惕不受偏見的影響，不受我們的父母和老師在我們孩提時代灌輸給我們的觀念的影響。經驗發現這些意見中的許多是虛假的，可能全部都是如此。我們也不能相信我們的感覺，因為感覺經常欺騙我們，我們如何能夠知道它們與真實事物是相符的？但是我們有可能不確定我們自己的身體和行動是實在嗎？是的，即使對此我們也有可能不確定，因為我們經常被欺騙，經常做夢，在夢中我們相信我們面前有實在的東西，但是它們僅僅是幻覺。可能在這一時刻我們正在做夢，我們沒有辦法在清醒和睡夢之間作出確定的區分。因為就我所知，可能是一個惡魔將我弄成這樣以便欺騙我，我給自己描繪的他的世界可能只存在于我的想象中。在我的心靈之外，惡魔的世界可能并不存在。即使數學證明也可以被懷疑，因為我們有時候看到人們在這樣的問題上犯錯誤，將在我們看來是虛假的東西認為是絕對確定的。
我不可能對任何觀念表示完全確定。“由此我假設，我所看到的所有事物都是虛假的，我相信我的騙人的記憶呈現給我的所有東西都是不真實的。我以為我沒有感覺，物體、形狀、廣延和位置都不過是我的心靈的虛構。那么還有什么東西可以被認為是真實的？可能在這個世界上沒有什么是確定無疑的。”
但是有一樣東西是確定的，那就是我懷疑或者思維，對這一點不存在任何懷疑。實際上，在思維者思維的同時假定其不存在，這是矛盾的。笛卡爾并沒有求助于經驗心理事實，即心靈的意識自身，而是從邏輯上推論出：懷疑蘊含著懷疑者，思維蘊含著思維者，即一個思維著的事物或者精神實體。這樣他就獲得了一個在他看來似乎是合理的、自明的命題。懷疑意味著思維，思維意味著存在，我思故我在—我思維，所以我存在。“對于以一種遵守秩序的方式進行哲學推理的人來說，它是首要的和最確定的知識。”這就是我們在尋找的原理—我們的形而上學的一個確定而自明的始發點。這一命題也為我們提供了真理的標準和檢驗。這一命題是絕對確定、真實的，并且為人們清晰而明確地理解，由此我們可以確立一條普遍原則：所有與這一原則相似并被人們清晰而明地理解的事物，都是真實的。
