为方便室内采光，这座规模宏大的建筑在内部所采用的立柱比旧有的罗马式建筑构建要少得多并且更为纤细——教堂超过6000坪的建筑面积却仅使用了75根立柱，特别是底层与上层的柱型在粗细程度上构成巨大视觉反差，在美学上营造了一组夸张的冲击效果。

第二层屹立着直径达10米的巨型玫瑰窗，图案所绘全是《圣经》主题，在玫瑰窗正前方站立的是被天使护卫着的怀抱圣婴耶稣的圣母玛利亚，两侧更有人祖亚当与夏娃；第三层沿着饰有精致扶栏的平台向上延伸，两座巴黎圣母院的标志性钟楼直指天际——每逢礼拜，从这里发出的钟声沿塞纳河两岸传遍整座巴黎城。

每当弥撒的圣乐奏起，洪亮的管风琴发出的声音便会响彻整个大殿，信众齐唱赞美诗，在这座奇崛精巧的宫殿中，尽是献给造物主创世神迹的歌颂。而在教堂的外部，考虑到拱券肋架对墙面产生的横向推力，建筑墙体南北两侧设有飞扶壁作为拱券肋架的延伸，从而抵消这股可能导致墙体崩塌的张力。而飞扶壁的设计在另一方面更使哥特建筑获得了一层“外骨骼”式的装饰效果——镂空的飞券林立既拓展了建筑的视觉规模，又使整座建筑显得轻盈而灵动，与教堂高耸的塔楼匹配得相得益彰，为人们指明了信仰的方向。