勒内·笛卡尔在物理学方面的贡献包括：
光的本质和折射定律
笛卡尔通过严密的数学推理，研究了光的本质、反射与折射率以及磨制透镜。他坚信光是“即时”传播的，并在著作中完整地阐发了关于光的本性的概念。
他在《屈光学》中首次对折射定律提出了理论论证，并解释了人眼视力失常的原因是晶状体变形，设计了矫正视力的透镜。
力学和运动定律
笛卡尔发展了伽利略运动相对性的理论，强调了惯性运动的直线性，并在《哲学原理》中首次比较完整地表述了惯性定律，明确提出了动量守恒原理。
他的力学研究为后来牛顿等人的研究奠定了一定的基础。
宇宙演化和漩涡说
笛卡尔提出了宇宙演化论和漩涡说，认为太阳周围有巨大的漩涡，带动着行星不断运转。他提出的物质质点处于统一的漩涡之中，分化出土、空气和火三种元素。
坐标几何学
笛卡尔将坐标几何学应用到光学研究上，在《屈光学》中第一次对折射定律作出了理论上的推证。他还创立了直角坐标系，将几何和代数相结合，创立了解析几何学。
方法和影响
笛卡尔的方法论以唯理论为根据，从自明的直观公理出发，运用数学的逻辑演绎推出结论。这种方法和培根所提倡的实验归纳法结合起来，经过惠更斯和牛顿等人的综合运用，成为物理学特别是理论物理学的重要方法。
尽管笛卡尔的许多物理假说在中世纪晚期和文艺复兴时期受亚里士多德影响的经院哲学有着密切的联系，但他的物理学思想仍在多方面影响了许多物理学家，为许多重大贡献奠定了坚实的基础。