針對精神和物質如何交互作用，他按照物質的無限細分 (infinite divisibility) 與緊密連接 (law of continuity) 原則，建構出著名的「單子論」(Monadology)。
萊布尼茲認為，一切物質都是複合物，亦即是更小的部分的結合。這些更小的東西又可被不斷切割直到最小、最純粹，亦即不含部分和不可再分割的單子。
單子 (monad) 具有以下六項特徵：
(1) 不可分割 (indivisible)
單子不具有廣延 (佔有空間和具有形狀) 屬性，而只有具廣延屬性的物體才可分割，故單子不可分割。
(2) 不滅 (indestructible)
單子依靠上帝創造。由於單子不可分割，上帝並非逐件逐塊組成單子，而是一下子把單子整個創造。由於單子不具廣延，所以不會遭受物理性損傷 (故云不滅)。如果單子被毀滅，那只能是被上帝一下子毀滅。又單子是生物的靈魂，單子不滅，即靈魂不滅。
(3) 自發性 (spontaneous)
單子中存有一種「力」，使得世間種種生物皆根據自己的本性而活動，實現自己該實現的目的，朝氣蓬勃 (此處萊布尼茲明顯反對機械論立場，機械論主張：所有事物的運動必受另一東西所推動)。
(4) 眾多 (numerous)
單子數目眾多，是多而非一 (每粒單子的質並不相同)。
(5) 無窗戶性 (windowless)
單子間相互獨立，沒有物理影響及相互作用，單子自身「是無窗的」。
(6) 精神性的存在 (soul-like)
單子有不同程度的精神活動。人類和動物有欲望 (appetition) 和知覺 (perception)，會活動和生長。植物無明顯的欲望和知覺，但仍會生長。這些都是單子使然。
精神和物質的交互作用，實際是單子依其內在原則而變化。所有物質都是由單子組成，都是精神，這等於把笛卡兒、斯賓諾莎仍保有的物質一邊取消，視單子為世上唯一的真正的實體。
每粒單子獨立而封閉，卻呈現彼此協調狀，造成精神和物質交互作用的假象，萊布尼茲指出，此乃出於上帝的安排：上帝創造萬物時預先安排好各自的軌道，讓整個宇宙構成一個和諧的整體。他這個觀點稱為「預定和諧」(pre-established harmony) 論。
上帝猶如一個出色的鐘錶匠，把精神和物質製作得完全互相協調。當精神每作出一個決定，相應的形體運動伴隨而來，反之亦然，實則兩者並無交雜，僅遵守各自的規則而已。
上帝在萊布尼茲眼中，是最完滿、最純粹、最高級的精神實體，即超級單子。祂既是所有實際存在東西的存在理由，亦是所有可能存在的東西之理由。
和基督教一樣，萊布尼茲相信上帝全善，「我們的宇宙，在某種意義上是上帝所創造的最好的一個」。世上的惡 (evil) 要麼是為了宇宙的平衡及懲罰惡人 (指物理惡，自然界突然發生的災難)，要麼是人類濫用上帝賦予的自由意志、自己選擇棄善從惡造成 (指倫理惡)。
萊布尼茲還發明了微積分，並闡明合取、析取、否定、同一，對數學及邏輯學的發展作出很大的貢獻。
