دکارت در سال 1639 شروع به نوشتن تأملات کرد و در سال 1640 به لایدن بازگشت تا به اتمام انتشار آن کمک کند. فرانسین در همین سال درگذشت. همان‌طور که انتظار می‌رود مرگ او دکارت را به شدت اندوهگین کرد.شواهد موجود نشان می‌دهند هنگامی که پس از مرگ فرانسین دکارت را از لایدن فراخواندند او خیلی زود بازگشت.برخی حدس می‌زنند که او لایدن را ترک کرد تا از فرانسین حمایت کند. پدر و خواهر دکارت نیز در همین سال درگذشتند.
رابطه دکارت با پدرش (و برادرش) به گونه‌ای بود که وقتی پیِر، برادرش، خبر مرگ پدر را به او داد حتی آزرده‌خاطر هم نشد. البته به نظر می‌رسد که دکارت، نخست، از طریق نامه‌ای که مرسن به او می‌نویسد از این موضوع آگاه می‌شود.در نامه‌ای تکمیلی که در تاریخ 3 دسامبر 1640 به مرسن می‌نویسد، تأسف خود را از اینکه نتوانسته است قبل از مرگ پدر او را ببیند ابراز می‌کند ما حاضر نمی‌شود برای شرکت در مراسم تدفین پدرش لایدن را ترک کند؛ در عوض، می‌ماند تا انتشار تأملات را به پایان برساند. کسانی اظهار کرده‌اند که این موضوع تا حدی نشاندهنده‌ی تنش شدیدی است که در رابطه‌ی میان او و پدرش وجود داشته است.
امروزه، تأملات از هر نظر مشهورترین اثر دکارت است- هرچند که در زمان دکارت این‌گونه نبوده است. این اثر بنا به دلایل زیادی برای محققان امروزی اهمیت دارد،ساده ترین دلیل آن، متن ضمیمه‌شده‌ی این کتاب است که اعتراض‌های بعضی از بهترین متفکران هم‌دوره‌ی دکارت، که در پاریس می‌زیسته‌اند، در آن نوشته شده است.مرسن تأملات را برای فیلسوفان و متکلمان فرستاد تا آن را نقد کنند. این ناقدان عبارتند از: کاتروس، هابز، آرنولد، گاسندی و خود مرسن به همراه چند خواننده‌ی بی‌نام دیگر که اعتراض‌های خود را از طریق مرسن طرح کرده‌اند.در چاپ‌های بعدی بوردین هم به این ناقدان اضافه شد. دکارت به همه‌ی نقدها پاسخ داد و نتیجه‌ی آن متنی الحاقی بود که آن را "اعتراض‌ها و پاسخ‌ها" نامیده‌اند.چاپ دوم در کل هفت مجموعه ا شامل می‌شود.
تأملات با طرح پرسش‌هایی تردید‌آمیز درباره‌ی امکان‌پذیری شناخت آغاز می‌شود. خواننده (همراه با نویسنده) از طریق چندین تأمل به دقت سنجیده‌شده شالودهی امکان‌پذیری شناخت را بنا می‌کند. دکارت، آن‌گونه که برخی تأکید کرده‌اند، شکاک نیست بلکه شک‌گرایی را همچون ابزاری به‌کارمی‌برد تا خوانندگانش را از طریق پژوهش فلسفی به "کشف" آنچه این شالوده را تشکیل می‌دهد، وادارد. دکارت، در چاپ دوم پاسخ‌ها، این سبک ارائه را سبکی "تحلیلی" می‌نامد. دو سبک ارائه وجود دارد: تحلیلی و ترکیبی. خلط نکردن این اصطلاحات با اصطلاحاتی که مثلا کانت به کار می‌برد، مهم است.
از نظر دکارت سبک تحلیلی ارائه (و تحقیق) از آنچه به طور متعارف معلوم فرض می‌شود و کشف آنچه برای چنین شناختی ضروری است، آغاز می‌کند. بنابراین این تحقیق از آنچه به طور متعارف معلوم است به اصول نخستین می‌رسد. این شیوه‌ی "کشف" به گونه‌ای پیش‌می‌رود که هر کشفی بر آنچه پیشتر کشف‌شده است استوار است. در مقابل، سبک ترکیبی ارائه با بیان اصول نخستین آغاز می‌شود و سپس نتایج آن را مشخص می‌کند. دکارت، به درخواست مرسن، در چاپ دوم پاسخ‌ها تأملات را به صورت ترکیبی بازنویسی می‌کند.
دکارت هم‌زمان با بناکردن شالودهی علمْ نظام فلسفه‌ی طبیعی- فیزیک کیفی ارسطو- را که چندین قرن از تأسیس آن می‌گذشت، برمی‌انداخت. دکارت در نامه‌ای به مرسن، به تاریخ 28 ژانویه‌ی1641، می‌گوید " تأملات ششگانه همه‌ی بنیانهای فیزیک من را در برمی‌گیرند. اما لطفا به دیگران نگویید، زیرا این موضوع ممکن است سبب شود که طرفداران ارسطو پذیرفتن آنها را دشوارتر بیابند. امیدوارم خوانندگان به تدریج به اصول من عادت کنند و پیش از آنکه بفهمند که آنها اصول ارسطویی را بر‌می‌اندازند، به صدق آنها پی‌ببرند".
دکارت در تأملات برخلاف اثر پیشین‌اش، عالم، بدون طرح دیدگاه‌های جنجالی نظیر الگوی خورشید‌محور کوپرنیک درباره منظومه‌ی شمسی، از علم "قدیم" دل می‌کند. به ویژه، دیدگاه دکارتی منکر این دیدگاه است که مبنای فیزیک سرما و گرما و تری و خشکی است. این دیدگاه برخلاف دیدگاه ارسطویی استدلال می‌کند که چنین "کیفیت‌هایی" به هیچ وجه خواص اجسام نیستند. برعکس، تنها خواص اجسام که فیزیکدان می‌تواند خود را با آنها مشغول کند، عبارتند از: اندازه و شکل و حرکت و موقعیت و غیره- آن تغییراتی که از نظر مفهومی (یا منطقی) در طول، عرض و عمق امتداد می‌یابند.
برخلاف "کیفیت‌ها"ی ارسطویی، آن‌دسته از خواص (یا حالت‌های) اجسام که فیزیک دکارتی به آنها می‌پردازد، به طور خاص، بر مبنای مقیاس‌های نسبی (در مقابل مقیاس‌های کامل) سنجش‌پذیر هستند و بنابراین به طور کامل به ریاضیات وابسته‌اند. این برداشت از ماده در ترکیب با آن نوع از ریاضیات که در هندسه می‌توان یافت، با آثار فیلسوفان طبیعی ایتالیایی نظیر تارتاگلیا و اوبالدو و گالیله هم پیمان می‌شود و به جنبش متفکران نخستین که می‌کوشیدند فیزیک ریاضی را تأسیس کنند، بیشتر یاری می‌رساند.
نامه دکارت به "مردان فاضل و سرشناس" سوربن، که جزو ضمایم تأملات است، نشان می‌دهد که او می‌کوشیده است تأملات را به جایگاه متنی درسی برای دانشگاه برساند. با وجود آنکه حمایت این مردان فاضل پذیرفته‌شدن یا مورد استفاده‌قرارگرفتن تأملات به عنوان متنی درسی را تضمین نمی‌کرده است، باید آن را اقدامی مهم برای پذیرفته شدن آن تلقی کرد. برخلاف مفهوم امروزی متن درسی، در زمان دکارت "متن درسی" عمدتا برای استادان درنظرگرفته می‌شد، نه شاگردان. معمولا به هنگام بازنشستگی هر استاد، یادداشت‌های او برای استفاده‌ی استادانی منتشر می‌شد که قرار بود همان موضوع درسی را تدریس کنند.
این واقعیت که خود دکارت استاد نبود، کار او را در متقاعد کردن استادان به پذیرش و استفاده از تأملات دشوارتر می‌ساخت. در نتیجه، به احتمال زیاد آن مردان فاضل تقاضای او را در مورد جایگاه "متن درسی" کمی گزافه‌گویانه تلقی می‌کرده‌اند. می‌توان گفت که او نویسنده‌ای آزاد بوده است که (غیر از ارتباطش با مرسن) با دانشگاه هیچ پیوند علمی یا سیاسی نداشته است. بی‌تردید او فاقد وجهه و صلاحیت فردی مانند اوستاشیوس بود که متن درسی بسیار پراستفاده‌ی او در آن دوره از نوع همان متونی بود که تأملات به احتمال زیاد برای جایگزینی آنها نوشته شده بود. با وجود آنکه به نظر می‌رسد دانشگاه سوربن از تأملات حمایت کرده است، هیچ‌گاه از آن به عنوان متن درسی دانشگاه استفاده نکردند.