Размеры собора внушительны: длина 130 м, ширина 47 м при ширине главного нефа 11,5 м и высоте свода 35 м. В плане собор представляет собой пятинефную базилику с коротким трансептом и двойной галереей деамбулатория, полукруглого обхода хора. Внешний венец капелл был добавлен в 12921299; трансепт удлинен Пьером из Монтрё совместно с Жаном и Пьером из Шеля в 12501260. Благодаря этим и другим добавлениям, включая большие окна в верхней части главного нефа (ок. 1235) и новые аркбутаны, собор приобрел внешний облик, характерный для зданий 13 в. Однако первоначально он выглядел гораздо проще: главный неф был почти романским, с четырехъярусным членением стен (над разделяющими аркадами были помещены эмпоры, пояс трифория и верхний ряд окон). Неф перекрыт шестичастными сводами; существовавшие первоначально контрфорсы, которые поддерживали эти своды и впоследствии были разобраны, соединялись с аркбутанами, по-видимому, впервые систематически примененными. Собор выделяется также своим западным двухбашенным фасадом (12101235), который считается самым прекрасным из готических фасадов. Здание было полностью отреставрировано после 1853 архитекторами Лассю, Виолле-ле-Дюком и скульптором Жоффруа де Шомом. Старый шпиль над средокрестием в 1859 был заменен новым, 95-метровой высоты. Хор датирован 1301, деревянные кресла относятся уже к ренессансному стилю. В средокрестии находится скульптурное изображение Богоматери (14 в.). Существующая ныне ризница, хранящая немало древних реликвий, построена по проекту Лассю.
Собор и особенно его скульптуры жестоко пострадали во время Французской революции. В 1792 собор превратили в Храм Разума, в котором в роли богини подвизалась танцовщица Фанни Обри. Но уже в 1802 собор был заново освящен; в 1804 здесь в присутствии папы Пия VII короновался Наполеон I.