הקתדרלה הגותית הגבוהה ביותר שנבנתה בימי הביניים היא קתדרלת לינקולן שבאנגליה, שהייתה המבנה הראשון שהחזיק בתואר "המבנה הגבוה ביותר בעולם" לאחר הפירמידה הגדולה של גיזה (מאוחר יותר הצריח הגבוה, בגובה 160 מטר, קרס). הכנסייה הגבוהה ביותר בעולם כיום היא המינסטר של אולם בגרמניה, שצריחה מתנשא לגובה . היא הושלמה ב-1890 והחזיקה בתואר הבניין הגבוה ביותר בעולם עד 1901. הקתדרלה הגבוהה ביותר בצרפת היא קתדרלת רואן עם צריח מחודד המתנשא לגובה 151 מטר, בעבר החזיקה בתואר זה קתדרלת בווה, שמגדלה בגובה 153 מטרים קרס. הקתדרלה הגבוהה ביותר באנגליה כיום היא קתדרלת סולסברי עם צריח בגובה 123 מטר. ניתן לציין גם את קתדרלת קלן שגובה חזיתה 157 מטר וגובה קמרונותיה כ-46 מטרים (בבית המקהלה), את קתדרלת מילאנו, שגובה קמרונותיה הוא 45 מטר והיא אחת הכנסיות הגדולות בעולם, את קתדרלת אמיין, שגובה קמרונותיה הוא 42.3 מטרים והיא הכנסייה הגדולה בצרפת, ואת קתדרלת סביליה, הקתדרלה הגדולה בעולם מבחינת שטח ונפח. הקתדרלה בעלת הקמרונות הגבוהים ביותר - - היא קתדרלת בווה שקרסה באמצע בנייתה ולא הושלמה.
אופטימיזציה מבנית.
הקתדרלות הגותיות נחשבות להישג מרשים מאוד מבחינת טכנולוגיית הבנייה וכשיא היכולת האנושית של בנייה מלבנים. בבניית הקתדרלות שאפו כאמור להגיע לגובה הרם ביותר וליצור פתחים גדולים ככל האפשר על מנת להחדיר אור למבנה. הרצון ליצור ספינות ראשיות בעלות נפח גדול ככל האפשר עם חלונות גבוהים ועמודים תמירים מצריך מטבע הדברים שימוש במסות אבן גדולות שתתמכנה את המבנה. עם זאת, ההישג המרשים של הבנייה הגותית הוא היכולת להקטין באופן משמעותי את מסת הבנייה על ידי שימוש בקמרונות צלעות ותמיכות דואות שמחוזקות על ידי צריחונים. העובדה כי שיטות בנייה אלה היו מבוססות כולן על לבנים המונחות אחת על השנייה באופן פשוט מאוד יחסית לטכנולוגיות המודרניות והאופן שבו השתלבו עם העיצוב האדריכלי והאמנותי היא שהופכת את האדריכלות הגותית לפלא בנייה. האופטימיזציה המבנית של הקתדרלות הגותיות והפיכת שלד הבניין לחלק מעיצובו נתנו השראה לאדריכלים רבים גם בעידן המודרני.
הכנסייה הגותית בנויה על בסיס שלד שבו תומכים עמודים רבים. מהעמודים יוצאות קשתות מחודדות שיוצרות קמרונות צלעות שתומכים בתקרה ובגג ומעבירים את משקלו אל הקירות ובעיקר אל העמודים המורכבים הגדולים. מאחר שגובה התקרה היה עצום ומשקלה רב, הופעלו על העמודים והקירות מאמצי פישוק שאיימו לגרום לקירות ולעמודים לקרוס הצידה. כדי לפתור בעיה זו השתמשו הבנאים בשני פתרונות עיקריים: מעבר מקשת חצי-עגולה אל קשת מחודדת, ושימוש בתמיכות דואות. הקשת המחודדת מסיטה באופן יעיל יותר מאמצי פישוק מכוח הפועל הצידה לכוח הפועל כלפי מטה. התמיכות הדואות, שנקראות גם "קשתות דואות" (בצרפתית: arc boutant), היו קשתות אלכסוניות שתמכו בקירות ובעמודים מבחוץ והעבירו את העומסים לעמודי אבן גדולים מחוץ למבנה ובכך מנעו מהקירות לקרוס הצידה. על העמודים החיצוניים של התמיכות הוצבו בדרך כלל מבנים הנקראים צריחונים, להם היה הן תפקיד קישוטי והן תפקיד מבני: הפעלת עומס כלפי מטה על העמוד ובכך להטות את מאמצי הפישוק שעוברים לעמוד דרך התמיכות דואות לכוח שפועל כלפי מטה. כך נתמכה המסה הגבוהה והעצומה של המבנה הגותי בידי מערכת שלדית של עמודים, קשתות וקמרונות - דבר שאפשר לנצל את רוב שטח הקיר לחלונות ויטראז' מלאי אור.
בימי הביניים לא היה קיים מדע של הנדסה אזרחית והאדריכלות הייתה מקצוע שנלמד לרוב מאב לבן. השיכלולים הטכנולוגיים שהובילו לבנייה מסוג זה היו בעזרת ניסוי וטעייה. כחלק מהמירוץ לבניית הקתדרלה הגבוהה ביותר ניסו הבנאים לבחון את קצה גבול היכולת מבחינת תמירות גדולה ככל האפשר וכמות קטנה ככל האפשר של מסת לבנים. קתדרלות רבות וחלקי כנסיות רבים התמוטטו תוך כדי בנייתם משום שחרגו מגבול היכולת של הבנייה בלבנים. הקתדרלות הגבוהות והמרשימות ביותר שקיימות עד היום בהן השימוש בחומר הוא האופטימלי ביותר, שרדו למעשה כמעין "ברירה טבעית".
החזית המערבית.
בדרך כלל הכנסייה בנויה בציר מערב-מזרח ופונה מזרחה, שם גם נמצא המזבח הראשי. לפיכך, הכניסה הראשית לכנסייה מצויה לרוב בחזית המערבית (facade), שנחשבת לחלק המפואר ביותר בכנסייה בהיותה הכניסה העיקרית והחשיבות שביצירת רושם על הנכנס לכנסייה. החזיתות הגותיות התפתחו מאלו של אדריכלות הרומנסק. החזית המערבית כללה בדרך כלל שלושה שערי כניסה (portal או doorway), שהזכירו שער ניצחון רומי. שערי הכניסה היו מעטורים בפיסול רב ומעל כל שער היה משקוף חצי-עגול הנקרא טימפנון ובו היה הפיסול המרכזי שהוקדש לנושאים מרכזיים בנצרות: הטימפנון המרכזי ליום הדין, השמאלי למרים, אם ישו והימני לקדושים נוצריים שקשורים לכנסייה. באדריכלות הגותית המוקדמת, העמודים שליד השער היו בצורת פסלים של קדושים, דבר שהפך אותם דו-משמעית ל"עמודי הכנסייה".
בגותיקה המוקדמת (Early Gothic), החזיתות אופיינו בגובה, אלגנטיות, הרמוניה, אחדות ואיזון פרופורציות. הם תוכננו לפי דוקטרינה שביטא תומאס אקווינס שיופי הוא "הרמוניה של ניגודים". בעקבות הדגם של בזיליקת סן-דני ולאחר מכן קתדרלת נוטרדאם דה פריז, החזית המערבית אוגפה משני צידיה בשני מגדלים פרופורציונליים לשאר החזית, שאיזנו את האלמנטים האופקיים והאנכיים. בחזיתות של הגותיקה המוקדמת היה חלון רוזטה במרכז החזית, מעל השער המרכזי. באנגליה, הרוזטה הוחלפה בחלון קשתי גדול.
בתקופת הגותיקה בעיצומה (High Gothic) החזיתות נהיו גבוהות יותר, וכללו אדריכלות דרמטית יותר ופיסול רב יותר. בקתדרלת אמיין, השערים היו עמוקים יותר והנישות והצריחונים היו יותר בולטים. שערי הכניסה הוכתרו עם גמלונים מחודדים שניצבו מעל הקשתות הגבוהות ויצרו קומפוזיציה קונצנטרית מלאת פיסול. חלונות הרוזטה נהיו גדולים מאוד (קוטר של יותר מ-9 מטרים) ומילאו את כל הקיר שמעל השער המרכזי, ולעיתים מעליהם ניצבה קשת מחודדת גדולה. חלונות הרוזטה נדחפו כלפי מעלה בעקבות הגדילה וההיתוך של הקישוטים שמתחתיהם. המגדלים עוטרו עם קשתות משלהם וצריחונים. בראש המגדלים נבנו צריחים מחודדים גבוהים, חלקם בעלי מרקם חלק וחלקם בעלי מרקם תחרה עשיר בפיתוחי אבן. עם זאת, בקתדרלות רבות (בעיקר בצרפת) צריחים אלו לא נבנו או שנהרסו. דוגמה לצריח גותי מוקדם אפשר למצוא במגדל הדרומי של קתדרלת שארטר. דוגמה לצריח גותי מאוחר עם תחרת אבן ניתן למצוא במגדל הצפוני של קתדרלת שארטר או בחזית הפלמבויינטית של בזיליקת נוטרדאם דה ל'אפין.
החזיתות של הגותיקה הקורנת (Rayonnant) אופיינו במרקם תחרה וחלונות ויטראז' גדולים (כולל חלון רוזטה מפותח דמויי פרח או שמש קורנת), צריחונים רבים וגמלונים מחודדים במטרה למסך מסות של אבן ולהקנות לחזית מראה תחרה קליל ואוורירי. גם בחזיתות אלו היו מגדלים עם צריחים. בחזיתות של הגותיקה הלוהבת (Flamboyant) נמשכה המגמה של פיסול וקישוטים רבים, אך פיתוחי האבן היו בצורת להבות מלופפות וכך גם חלון הרוזטה. גם הצריחים תאמו לסגנון הלוהב וכללו תחרת אבן בצורת להבות.
בנסיכויות גרמניה והקיסרות הרומית הקדושה הייתה מסורת בנייה קרולינגית, בה בכנסיות היו שני מוקדי פולחן: במזרח ובמערב. כתוצאה מכך, בחלק מהחזיתות המערביות שם במקום הדגם הצרפתי הקלאסי של חזית סימטרית עם חלון רוזטה ושני מגדלים, החזית הורכבה ממגדל בודד, עטור בצריח מחודד גבוה. דוגמאות לחזית כזאת הן קתדרלת פרייבורג עם צריח התחרה שלה בגובה 116 מטר והמינסטר של אולם עם צריח בגובה 161.53 מטר שהושלם רק במאה ה-19. ברבות מהחזיתות הגרמניות, בניגוד לצרפתיות, הושלמו הצריחים המחודדים שבראש המגדלים (חלקם רק בגל התחייה הגותית במאה ה-19), והם היו לרוב במרקם תחרה פתוח.
בעוד שקתדרלות צרפתיות וגרמניות הדגישו את הגובה של החזית, קתדרלות אנגליות, בייחוד בתקופה המוקדמת, הדגישו את הרוחב. החזית המערבית של קתדרלת ולס היא ברוחב , בהשוואה ל- של קתדרלת אמיין שנבנתה באותו זמן בערך, בעוד שהחזית באמיין גבוהה פי 2. החזית המערבית של ולס הייתה מכוסה כמעט כולה בפיסול וכמו באמיין - הפיסול הודגש בצבע, שכן שרידים של פיגמנטים בצבעי כחול, סגול וזהב נמצאו על הפסלים.
באיטליה, החזיתות של הגותיקה האיטלקית כללו 3 שערי כניסה וחלון רוזטה באופן מסורתי, אך חלון הרוזטה היה בדרך כלל חלון עגול פשוט (אוקולוס), ללא תחרת חלונות מורכבת. אלמנטים גותיים נוספים בחזיתות האיטלקיות כללו פיסול, צריחונים ולעיתים צריחים מחודדים. ברם, החזיתות האיטלקיות כללו גם אלמנטים איטלקיים מסורתיים, כפי שניתן לראות בחזיתות של קתדרלת סיינה וקתדרלת אורבייטו. החזית של קתדרלת אורבייטו הייתה ברובה עבודה של רב-בנאי לורנצו מאיטני, שעבד עליה מ-1308 ועד מותו ב-1330. הוא נמנע מהדגש הצרפתי על גובה והסיר את פסלי העמוד בשערים, וכיסה את החזית בפסיפסים צבעוניים עם סצנות מהתנ"ך (הפסיפסים הנוכחיים מאוחרים יותר). מאפיין נוסף של הגותיקה האיטלקית בשער היה דלת ברונזה מפוסלת. הפסל אנדריאה פיזאנו יצר את דלתות הברונזה המהוללות של בית הטבילה של פירנצה (1330–1336). הן לא היו הראשונות: סוגריוס, אב המנזר הצרפתי של סן-דני, הזמין דלתות ברונזה מפוסלות לבזיליקת סן-דני ב-1140, אך הן חולפו בדלתות עץ כאשר המנזר שופץ והוגדל. עבודתו של פיזאנו, עם הריאליזם והרגש שבה, היא רמז מטרים לרנסאנס שעמד להופיע באיטליה.
מבנה הכנסייה ותוכנית קרקע.