La croisée d'ogives
La voûte sur croisée d'ogives est le dispositif qui distingue le chantier gothique du chantier roman. Deux arcs diagonaux se croisent au sommet de la travée et portent les quartiers de maçonnerie légère qui les séparent ; les charges descendent par ces nervures vers quatre points d'appui au lieu de se répartir sur toute l'épaisseur du mur. L'ogive désigne précisément ces arcs, non la forme pointue de la baie, que l'on appelle arc brisé. Le second avantage est pratique : les arcs se montent les premiers sur des cintres de bois réutilisables d'une travée à l'autre, et le remplissage s'appuie ensuite sur eux, ce qui réduit la charpente provisoire et accélère le chantier.
L'arc-boutant et le contrefort
Une voûte exerce sur ses supports une poussée oblique qu'il faut reprendre à l'extérieur du vaisseau. L'arc-boutant transmet cette poussée au-dessus du toit des bas-côtés jusqu'à une culée massive, surmontée d'un pinacle dont le poids redresse la résultante des forces vers le bas. Le mur haut cesse alors d'avoir un rôle porteur et peut être percé de larges baies. Ce dispositif apparaît dans la seconde moitié du XIIe siècle et se généralise ensuite ; sa mise au point reste empirique, par observation des désordres et par corrections successives d'un édifice à l'autre.
Le plan et l'élévation
Le plan d'une cathédrale gothique reprend la croix latine : une nef bordée de bas-côtés, un transept saillant, un chœur prolongé par un déambulatoire sur lequel s'ouvrent des chapelles rayonnantes. L'élévation intérieure compte le plus souvent trois niveaux, les grandes arcades, le triforium et les fenêtres hautes, mais certains édifices du XIIe siècle en comportent quatre, avec une tribune au-dessus des bas-côtés. La course à la hauteur accompagne ces recherches, et elle rencontre une limite : le chœur de Beauvais, le plus élevé jamais construit, s'effondre partiellement en 1284, une trentaine d'années après son achèvement, et l'édifice ne sera jamais terminé.
Le chantier et ses métiers
Un chantier de cathédrale dure plusieurs décennies et occupe des corps de métier distincts. Les carriers extraient la pierre, souvent à plusieurs dizaines de kilomètres, et le transport par eau coûte beaucoup moins cher que le charroi. Les tailleurs travaillent au sol d'après des gabarits en bois fournis par le maître d'œuvre, puis les appareilleurs ordonnent la pose, les charpentiers montent les cintres, les échafaudages et la forêt de la toiture, les plombiers couvrent, les forgerons produisent et réparent l'outillage. Le levage s'effectue à la grande roue, actionnée par des hommes marchant à l'intérieur de la cage. Le financement vient des revenus du chapitre, des quêtes, des dons et parfois des reliques, et son irrégularité explique les interruptions, les changements de parti et les différences de style visibles entre le bas et le haut d'une même façade.
Les façades et les portails
La façade occidentale réunit les portails, la rose et les tours. Les portails, souvent au nombre de trois, portent un décor sculpté ordonné autour du tympan, des voussures et des statues-colonnes des ébrasements, dont les programmes rassemblent des scènes bibliques et des représentations des travaux et des mois. Les tours restent inachevées dans de nombreux cas, faute de ressources ou par instabilité du sol, et la flèche de la croisée, en charpente couverte de plomb, a souvent disparu dans un incendie ou une tempête avant d'être reconstruite. L'état visible aujourd'hui de la plupart des grandes cathédrales doit beaucoup aux restaurations du XIXe siècle, qui ont rétabli des éléments disparus en s'appuyant sur une connaissance encore partielle des édifices médiévaux.