巴黎聖母院為歐洲早期哥特式建築和雕刻藝術的代表,它是巴黎第一座哥特式建築。原為紀念羅馬主神朱庇特而建造。哥特式建築特徵最重要的就在高直二字，所以也有人稱這種建築為高直式。哥特式教堂的平面形狀好像一個拉丁十字。十字的頂部是祭壇，前面的十字長翼是一個長方形的大廳，供眾多的信徒做禮拜用。教堂的頂部採用一排連續的尖拱，顯得細瘦而空透。教堂的正面往往放一對鐘塔。哥特式教堂的造型既空靈輕巧，又符合變化與統一、比例與尺度、節奏與韻律等建築美學規律。
聖母院被設計成有五個縱艙，包括一個中艙與兩側各兩個的翼艙。但相對的，整棟建築的尺度規模都放大許多，教堂全長128米，光是中艙就有12.5米寬，而整座教堂的全寬則為40米，穹頂則為33米寬。東端是聖壇，後面是半圓形的外牆。幾排直徑5米的大圓柱將內部分為五個殿，而在十字交叉堂和唱詩堂周圍還有兩個迴廊環繞。
巴黎聖母院的內部並排着兩列長柱子，柱子高達24米，直通屋頂。兩列柱子距離不到16米，而屋頂卻高35米，從而形成狹窄而高聳的空間。
主殿四周，連拱廊上方是一帶雙層窗戶的走廊，在它之上是大窗子，透過這些窗子，一束束陽光寧靜地射進堂內。於主殿翼部相連的側殿位置上，是幾座充滿了17至18世紀藝術作品的禮拜堂。
教堂內部極為樸素，嚴謹肅穆。進入教堂的內部，無數的垂直線條引人仰望，數十米高的拱頂在幽暗的光線下隱隱約約，閃閃爍爍
主殿翼部的兩端都有玫瑰花狀的大圓窗，上面滿是13世紀時製作的富麗堂皇的彩繪玻璃書。北邊那根圓柱上是著名的“巴黎聖母”像。這尊像造於14世紀，先是安放在聖埃娘禮拜堂，後來才被搬到這裡。
南側玫瑰花形圓窗，這扇巨型窗戶建於13世紀，但在18世紀時作過修復，上面刻畫了耶穌基督在童貞女的簇擁下行祝福禮的情形。其色彩之絢爛、玻璃鑲嵌之細密，給人一種似乎一顆燦爛星星在閃爍的印象，它把五彩斑斕的光線射向室內的每一個角落。
聖母院內右側安放一排排燭台，數十枝白燭輝映使院內洋溢着柔和的氣氛。大廳可容納9000人，其中1500人坐席前設有講台，講台後面置放三座雕像，左、右雕像是國王路易十三及路易十四，兩人目光齊望向中央聖母哀子像，耶穌橫卧於聖母膝上，聖母神情十分哀傷。院內擺置很多的壁畫、雕塑、聖像。廳內的大管風琴也很有名，共有6000根音管，音色渾厚響亮，特別適合奏聖歌和悲壯的樂曲。
聖母院第三層樓，是最頂層雨果筆下的鐘樓。教堂正廳頂部的南鐘樓有一口重達13噸的大鐘，敲擊時鐘聲洪亮，全城可聞據說在這座鐘鑄造的材料中加入的金銀均來自巴黎虔誠的女信徒的奉獻。北側鐘樓則有一個387級的階梯。