Rzut katedry jest nietypowym odzwierciedleniem krzyża. Otóż, w przeciwieństwie do większości kościołów, transept znajduje się niemal dokładnie w środku kościoła. Dzięki temu nawa i prezbiterium są prawie tej samej długości. Dodatkowo sam transept ma szerokość równą szerokości nawy. Katedra zaskakuje swoim ogromem: ma 130 m długości i 48 m szerokości przy wysokości sklepienia nawy głównej wynoszącej 35 metrów. Ten ostatni wymiar stanowi w przybliżeniu połowę wysokości wież, co może mieć znaczenie przy rezonowaniu energii kosmicznych przez bryłę katedry. Najbardziej znany widok paryskiej Notre Dame, fasada główna, dzieli się na trzy części. Należy do nich potrójny portal wejściowy zwieńczony Galerią Królów, w której stoi obok siebie 28 figur. Ażurowa galeria podwójnych okienek z kolumienkami, ozdobiona jest wielką rozetą, o 10-metrowej średnicy, z medalionem z Matką Boską w centrum i zwieńczona galerią chimer. Trzecią część tworzą dwie płaskie wieże. Między wieżami zaś widać czubek XIX-wiecznej iglicy.
Lewy portal, pochodzący z ok. 1210 r. poświęcony jest Matce Boskiej i przedstawia w reliefach sceny z jej życia. Na filarze między drzwiami widzimy figurę NMP z Dzieciątkiem, a w górnych częściach Koronację Maryi.
Prawy portal, poświęcony św. Annie, powstał ok. 1220 r., ale zdobiący go ostrołukowy tympanon zawiera rzeźby sprzed 1180 r. W najwyższej części łuku znajduje się płaskorzeźba Matki Boskiej siedzącej na tronie z Dzieciątkiem. Obok został uwieczniony inicjator budowy katedry - biskup Maurice de Sully i król Ludwik VII w otoczeniu aniołów. W środkowym, największym portalu, przedstawione są sceny z Sądu Ostatecznego. Postać Chrystusa jest trzynastowieczna, ale znaczna część rzeźb to rekonstrukcje z XIX wieku.
Południowa fasada Notre Dame jest nie mniej okazała. Najlepiej prezentuje się z lewego brzegu Sekwany, z Quai Montebello. Rozeta nad portalem transeptu posiada średnicę wynoszącą 13 m. Pochodzący z 1260 r. portal południowy poświęcony jest życiu i męczeńskiej śmierci św. Szczepana.
Na północnej fasadzie warto obejrzeć pochodzący z ok. 1260 r. posąg Matki Boskiej, umieszczony na głównym filarze. Od wschodu zaś wielkie wrażenie robią olbrzymie łuki przyporowe.
Katedra Notre Dame imponuje swoją wielkością. Jej wnętrze może pomieścić ponad 9 tys. wiernych. Blisko 140-metrową perspektywę świątyni podkreślają strzeliste łuki nad prezbiterium. Wchodzi się do katedry przez portal św. Anny (prawy). Wejście znajduje się, tak jak w przypadku innych katedr, po stronie zachodniej. Z tej strony katedr budowano zazwyczaj trzy portale na cześć Trójcy Świętej i ozdabiano je wspaniałymi rzeźbami. Tak też było w przypadku katedry paryskiej. Wewnątrz świątyni zwracają uwagę wspaniałe rozety i witraże. Witraże są oryginalne i pochodzą w dużej części z XIII wieku. W rozetach część szybek jest zrekonstruowana. Podobnie jak zrekonstruowano zniszczone w czasie Rewolucji Francuskiej rzeźby w portalach, postacie na Galerii Królów oraz rzygacze i maszkarony w wieżach.
Znajdująca się po lewej stronie od wejścia rozeta północna przedstawia Matkę Boską w otoczeniu postaci ze Starego Testamentu, natomiast rozeta południowa Chrystusa otoczonego pannami mądrymi i głupimi oraz postaciami dwunastu apostołów i świętych. Niestety witraże w małych rozetach transeptu oraz w oknach nie są oryginalne. Pochodzą one z 1965 r., ale przy ich rekonstrukcji używano metod średniowiecznych.
W kaplicach po prawej stronie od wejścia znajdziemy cykl wielkich obrazów nazywanych Mays. Ufundowały je w lat 1[zasłonięte]630-17 paryskie cechy rzemieślnicze. Obecny główny ołtarz został niestety zmodernizowany w XIX w. Natomiast płaskorzeźby na zewnętrznej stronie otaczających go ścian i na ścianie chóru pochodzą z XIV w. W tym samym czasie powstał usytuowany na prawo od głównego ołtarza posąg Matki Boskiej z Dzieciątkiem. Przedstawia on Notre Dame de Paris czyli Matkę Boską Paryską, patronkę katedry. Pierwotnie posąg znajdował się w istniejącej wcześniej na wyspie kaplicy Saint Aignan.
We wnętrzu katedry panuje zazwyczaj półmrok. W słoneczne dni pięknie mienią się w słońcu rozety i witraże. Ten kontrast mroku i światła stosowali wtajemniczeni budowniczowie katedr, aby wykorzystać ten efekt dla czegoś bardziej wzniosłego, a mianowicie dla oświecenia duchowego wiernych i pielgrzymów przybywających do świątyni. Średniowieczne katedry były bowiem, jak wynika z naszych badań, transfomatorami potężnych energii kosmicznych, miejscami wtajemniczenia w wiedzę duchową. Co ciekawe, owe niezwykłe mistyczne odczucia pojawiały się u ludzi zarówno przed wiekami, jak i współcześnie. Prasa opisywała przed kilku laty oświecenie, którego doznała nauczycielka z Manchesteru Diana Rogers po wejściu do wnętrza katedry w Chartres. Pani Rogers była osobą niewierzącą i nagle się wszystko zmieniło, kiedy weszła do pogrążonego w mroku wnętrza katedry. Gdy podeszła bliżej ołtarza, została zalana snopem światła sączącego się przez jedno z okien. Miałam wrażenie, że zostałam zalana światłem płynącym od samego Boga - mówi angielska nauczycielka. To światło otaczało mnie w jakiś przepełniony miłością, łagodny sposób. Zaczęłam płakać. Z katedry wyszłam jako zupełnie inny człowiek. Budowniczowie katedry wiedzieli, że światło jest nośnikiem energii, które występują w miejscu mocy. Wpuszczone poprzez otwory okienne i witraże światło słoneczne jest kierowane do punktów katedry, w których następuje szczególna koncentracja energii przyrody. Człowiek, który znajdzie się w tego typu miejscach, może doznać głęboko mistycznego przeżycia, a nawet - jak to było w przypadku Diany Rogers - wewnętrznego oświecenia i przemiany duchowej.