Como consecuencia de la regla de la evidencia, Descartes plantea la duda metódica, es decir, debemos someter a duda, tomar como falsas provisionalmente aquellos conocimientos sobre los que exista alguna posibilidad de duda, con el fin de alcanzar lo indudable, que supone el punto de partida del conocimiento.
Así pues, la duda descrita por Descartes es universal porque alcanza toda proposición de la que sea posible la duda; es además provisional, pues constituye una etapa preliminar en la búsqueda de la verdad; y, por último, es también teorética, pues no debe extenderse al ámbito moral, sino solo al conocimiento.

Descartes expone los motivos de su duda, es decir, los ámbitos del conocimiento a los que se puede aplicar esa duda. En primer lugar, cabe dudar de los conocimientos que nos llegan  por los sentidos, ya que nos pueden engañar. Descartes opina que puesto que los sentidos nos engañan a veces, debemos pensar que nos engañan siempre y dudar de lo que percibimos por ellos, pues no es prudente fiarse de ellos; además, lo que es probable es dudoso, y por ello, debemos considerarlo como falso.

En un segundo momento, Descartes plantea la duda de la existencia de los objetos que percibimos, ya que a veces confundimos nuestros sueños con la realidad, por no distinguir con claridad el sueño de la vigilia. De esta forma, Descartes duda de nuestro conocimiento científico de las cualidades primarias de las cosas. El tercer y último motivo de duda alude a las proposiciones matemáticas. Éstas le parecen a Descartes claras y distintas, un modelo de certeza, pero podemos dudar de ellas si suponemos la existencia de un genio maligno que nos engaña. Puesto que mi espíritu opina que existe un Dios todopoderoso por que ha sido creado, puede que me haya creado de tal modo que yo siempre me engañe. De esta forma Descartes extiende la duda a la propia razón.

La duda metódica empleada por Descartes no es escéptica, sino que le lleva a encontrar una primera verdad indudable, y ésta la encuentra en la afirmación “pienso, luego existo”. Del hecho mismo de dudar surge la primera certeza, pues si yo no existiera, no podría dudar. Podemos engañarnos cuando juzgamos que existen las cosas materiales, e incluso podemos concebir que puede estar engañado al pensar que las proposiciones matemáticas son verdaderas y ciertas, mediante la hipótesis del genio maligno. Pero esa duda no se puede extender a mi propia existencia. De esta forma, la afirmación “cogito, ergo sum”, es inmune tanto a la duda escéptica como a la “duda hiperbólica” planteada por la hipótesis del genio maligno, convirtiéndose así en la primera verdad filosófica y el primer principio intuido sobre el cual Descartes se propone fundamentar su filosofía , con el cual construir por deducción todo el saber.

Este es el primer juicio existencial y el más seguro. Sin embargo, esto no quiere decir que nuestra existencia esté más fundamentada que la existencia de Dios en el orden del ser, sino que esa verdad es fundamental en el conocimiento, pues de ella no se puede dudar, en cambio es posible dudar de que Dios existe.

Analizando esta verdad, Descartes extrae dos consecuencias: lo que soy, un sujeto o cosa pensante, y el criterio de certeza y verdad. Al afirmar mi existencia en “cogito, ergo sum”, lo que estoy afirmando es una existencia  como algo que piensa y nada más, y no la existencia de mi cuerpo, ni de nada que no sea mi pensamiento. Sin embargo, Descartes presupone que, aunque el pensamiento es independiente del cuerpo, no puede existir por sí solo, sino que necesita de una sustancia, un sujeto que lo sustenta, y por eso afirma que soy un sujeto o cosa pensante, una “res cogitans”.

A partir de la verdad “pienso, luego existo”, Descartes se propuso encontrar un criterio de certeza, y lo encontró al descubrir que no hay nada en esta afirmación que le asegurase su verdad, excepto que se presenta clara y distinta. Por ello, todo cuanto se presente a la mente con claridad y distinción, será también verdadero. Por tanto, éste es el criterio de certeza.

Sin embargo, para poder aplicar este criterio a todo el conocimiento, es necesario demostrar la existencia de un Dios que no sea engañador para eliminar la hipótesis del genio maligno, y así asegurarme de que no me engaño cuando tomo verdaderas las proposiciones que captamos de forma clara y distinta.

Descartes utiliza tres argumentos para la demostración de la existencia de Dios. Dios existe como causa de su idea en mí, como causa de mi existencia y el argumento ontológico (ya expuesto por S. Anselmo en el siglo XI). Estas afirmaciones le permitirán aplicar el criterio de certeza y le devolverá la certeza de los proposiciones matemáticas, justificadas por Descartes en que las verdades matemáticas no son creadas por mí, sino que se imponen a mi mente por su claridad y distinción.

Además, ésta también le lleva a Descartes a distinguir entre otras substancias además de la infinita (Dios): la substancia pensante (“res cogitans”) y la substancia extensa (“res extensa”), siendo la extensión la base de la ciencia mecánica.