坑壁残缺不全，其中北部段已完全消失、西南段横跨了醒目的碗状卫星坑“笛卡儿 A”。笛卡儿陨石坑的残壁最大高出周边高地1110米，坑内容积1800公里³。坑底表面崎岖不平，分布有数道弯曲的山嵴，与西北和东南残壁构成平行的同心圈。笛卡儿陨石坑的东北边缘区反照率明显较周边月表更高，月球探勘者低空测量显示，该区块是月球正面最强磁异常区，这一磁场能使太阳风粒子发生偏转，从而阻止了下面的地表受空间风化而变暗，其作用机制类似于引起赖纳尔伽玛及其他如界海和智海中明亮的漩涡。该陨坑周边地层曾被认为是由火山喷发的比月海熔