该陨坑西侧毗邻奥布鲁切夫环形山；西北靠近汤姆孙环形山和伯克兰环形山；列文虎克环形山位于它的东北；南面横亘着冯·卡门环形山；西南则是奥雷姆环形山。莱布尼兹环形山东侧壁上坐落着戴维孙环形山；而芬森环形山则横跨在它的东南壁上；它的西北偏北是智海。该陨坑的中心月面坐标为38.24°S 179.35°E，直径237公里，深度3.1公里。

莱布尼兹环形山的外侧边缘大致呈圆形，南面向外凸出。整体已明显受到撞击侵蚀和磨损，内外壁覆盖着数座小撞击坑。其东侧和东南外壁因戴维孙环形山和芬森环形山的侵入而有些变形；内侧壁相对较窄，保留有阶地状结构的痕迹；坑壁平均高出周边地形2120米。坑内大部分地区已被幽暗的玄武岩熔岩填塞，形成如低反照率的智海表面，平坦而无特色，但东北区因堆积有芬森环形山形成时喷发的溅射物而较为崎岖。部分地区显示有射纹线，在东南部有一座较大的陨石坑残迹；西部是二座较醒目的卫星坑“莱布尼兹 R”和“莱布尼兹 X”，其中靠西北内壁的“莱布尼兹 X”已被熔岩掩埋，只有一圈圆形的坑壁突出在表面。