Gli storici hanno identificato due tipi principali di cattedrali medievali, generalmente classificate come romaniche e gotiche. Le cattedrali in stile romanico furono generalmente costruite tra l’800 e il 1200 d.C. Le cattedrali gotiche furono generalmente costruite tra il 1200 e il 1500 d.C. circa. La maggior parte degli storici crede che lo stile romanico della costruzione architettonica sia fortemente mutuato dalle convenzioni architettoniche di Bisanzio e dell’Impero romano. Le cattedrali medievali costruite in stile gotico in genere includevano più abbellimenti decorativi e di solito incorporavano avanzamenti architettonici che consentivano finestre più grandi e soffitti più alti.
Le caratteristiche principali dell’architettura romanica nel Medioevo includono tipicamente muri in pietra molto spessi e robusti, piccole finestre e grandi pilastri destinati a sostenere il tetto della cattedrale. Gli architetti in quel momento usarono numerose volte in pietra per costruire le loro cattedrali, probabilmente perché credevano che questa caratteristica architettonica potesse limitare i danni da fuoco in caso di incendio. Gli archi si trovano anche in molte cattedrali medievali in stile romanico. Gli archi regolari venivano spesso utilizzati per il supporto architettonico, ma gli archi ciechi, come vengono chiamati, venivano spesso incorporati nelle pareti di queste cattedrali come elemento decorativo. Inoltre, molte cattedrali costruite in stile romanico avevano una forma a croce nella loro costruzione, sfoggiavano più di una torre alta e spesso avevano navate laterali che correvano lungo i lati dell’interno lungo la navata.
Le cattedrali gotiche sono generalmente più grandi e meglio illuminate rispetto alle cattedrali medievali in stile romanico, perché queste strutture sono state in grado di incorporare i progressi architettonici che hanno permesso di pareti più sottili, più leggere e finestre più grandi. La maggior parte degli storici dell’architettura attribuisce all’invenzione del contrafforte volante l’avvento degli stili architettonici gotici. Questa caratteristica consentì agli architetti dell’epoca di sostenere il pesante tetto di pietra della cattedrale dall’esterno, in modo che pareti e pilastri interni non dovessero essere così spessi da impedire il crollo della cattedrale.
La maggior parte delle cattedrali medievali con grandi vetrate sono realizzate in stile gotico. Le cattedrali gotiche hanno tipicamente anche soffitti molto più alti, anche se normalmente incorporano archi, volte e pilastri. Le cattedrali in stile gotico sono in genere molto più riccamente decorate, soprattutto all’esterno. Doccioni, scene religiose scolpite, statue di figure religiose e persino piccole sculture umoristiche possono apparire su cattedrali in stile gotico. Queste cattedrali erano spesso costruite con navate interne lungo i lati della navata, e molte contenevano anche piccole cappelle private e santuari costruiti sui lati della navata.
La maggior parte degli storici ritiene che le cattedrali medievali siano state costruite da gruppi di operai non qualificati, di solito istruiti da artigiani ben addestrati e competenti. La costruzione di una cattedrale era di solito ordinata dal vescovo delle diocesi, che in genere raccoglieva donazioni dalla comunità, e specialmente da quelle che stavano per morire, per finanziare il progetto. Gli storici ritengono che le grandi cattedrali medievali fossero probabilmente ritenute necessarie per accogliere i numerosi pellegrini religiosi che all’epoca viaggiavano attraverso l’Europa, passando attraverso varie comunità per rendere omaggio a importanti santuari cristiani.