Кафедральний собор Богоматері в Шартрі є тринавною спорудою з хрестоподібним плануванням з невеликимтрансептом і деамбулаторієм. Східна частина храму має декілька напіввідкритих радіальних каплиць, три з яких помітно виступають за межі півкола деамбулаторія, а решта чотири мають меншу глибину.
На час зведення собору його склепіння було найвищим у Франції — цього вдалося досягнути за рахунок використання аркбутанів, що спираються на контрфорси. Додаткові аркбутани, що підтримують апсиду, з'явились у XIV столітті. Таким чином, собор був першим, у конструкції якого був використаний цей архітектурний елемент, що надало йому досі незнані обриси, дозволило збільшити розміри віконниць і висоту нави (36 метрів).