Istoricii au identificat două tipuri principale de catedrale medievale, de obicei clasificate ca romanice și gotice. Catedralele în stil romanic au fost în general construite între anii 800 și 1200 d.Hr. Catedralele gotice au fost în general construite între 1200 și 1500 d.Hr. Majoritatea istoricilor cred că stilul romanic al construcției arhitecturale a împrumutat foarte mult din convențiile arhitecturale atât ale Bizanțului, cât și ale Imperiului Roman. Catedralele medievale construite în stil gotic includeau de obicei mai multe ornamente decorative și, de obicei, încorporau progrese arhitecturale care permiteau ferestre mai mari și tavane mai înalte.
Principalele caracteristici ale arhitecturii romanice din Evul Mediu includ de obicei ziduri foarte groase și puternice de piatră, ferestre mici și stâlpi mari meniți să susțină acoperișul catedralei. Arhitecții din acest moment foloseau numeroase bolți de piatră în construirea catedralelor lor, probabil pentru că credeau că această caracteristică arhitecturală ar putea limita pagubele provocate de incendiu în cazul unui incendiu. Arcurile se găsesc și în multe catedrale medievale în stil romanic. Arcurile obișnuite au fost adesea folosite pentru suport arhitectural, dar arcade oarbe, așa cum sunt numite, au fost adesea construite în pereții acestor catedrale ca element decorativ. În plus, multe catedrale construite în stil romanic au fost în formă de cruce în construcția lor, aveau mai mult de un turn înalt și adesea aveau culouri care curgeau pe părțile laterale ale interiorului de-a lungul naosului.
Catedralele gotice sunt de obicei mai mari și mai bine iluminate decât catedralele medievale în stil romanic, deoarece aceste structuri au putut să încorporeze progrese arhitecturale care au permis pereții mai subțiri, mai ușori și ferestre mai mari. Majoritatea istoricilor arhitecturii creditează inventarea contrafortului zburător odată cu apariția stilurilor arhitecturale gotice. Această caracteristică a permis arhitecților vremii să susțină din exterior acoperișul greu de piatră al catedralei, astfel încât pereții și stâlpii interiori să nu fie la fel de groși pentru a preveni prăbușirea catedralei.
Majoritatea catedralelor medievale cu ferestre mari, cu vitralii, sunt realizate în stil gotic. Catedralele gotice au de obicei, de asemenea, tavane mult mai înalte, deși încă încorporează în mod normal arcuri, bolți și stâlpi. Catedralele în stil gotic sunt, de obicei, mult mai ornamentate, mai ales la exterior. Garguile, scene religioase sculptate, statui ale figurilor religioase și chiar mici sculpturi pline de umor pot apărea pe catedralele în stil gotic. Aceste catedrale au fost adesea construite cu coridoare interioare de-a lungul laturilor naosului și multe conțineau, de asemenea, mici capele private și altare construite pe părțile laterale ale naosului.
Majoritatea istoricilor cred că catedralele medievale au fost construite de grupuri de muncitori necalificați, de obicei instruiți de artizani bine pregătiți și cunoscători. Construirea unei catedrale era de obicei ordonată de episcopul eparhiilor, care de obicei colecta donații de la comunitate, și mai ales de la cei pe cale să moară, pentru a finanța proiectul. Istoricii cred că marile catedrale medievale au fost probabil considerate necesare pentru a găzdui numeroșii pelerini religioși care au călătorit prin Europa la acea vreme, trecând prin diverse comunități pentru a aduce un omagiu la importante sanctuare creștine.