A katedrális alig huszonöt év alatt épült a 13. században. Külső hosszúsága százharminc, magassága harmincnyolc méter, 16,4 méteres főhajója pedig a legszélesebb Franciaországban. A templom kőpadlóját egy 1205-ből származó labirintus díszíti, melyet szerzetesek használtak elmélkedésre. A székesegyház tornyai - az egyszerűbbnek látszó déli torony százhárom méter magas és az 1140-es évekből származik, míg a mívesebb kőfaragású száztizenöt méteres északi torony a XVI. századi késő gótika remekműve - harminc kilométer messziről is láthatók. A katedrális legkiemelkedőbb látványossága közt a 13. századból származó színes üvegablakokat tartják számon. Az eredeti 176 festett ablakból 140 maradt fenn épségben. A középkor óta csodált, kobalt-oxidból nyert chartres-i kék színt, melynek titkát évszázadokon keresztül nem sikerült megfejteni, a Kék szűzként is emlegetett Szűz Máriát ábrázoló ablakon lehet a legjobban megfigyelni.

A katedrális külső és belső restaurálásának munkálatai a közelmúltban fejeződtek be. A homlokzat szobrairól lézertechnikával tisztították le a szennyeződést, ami során kiderült, hogy a vastag fedőréteg alatt élénk színű festékmaradványok rejtőznek. Az anyagminták aprólékos tanulmányozása során feltárták, hogy a katedrálist díszítő mintegy kétezer szobor eredetileg vidám, élénk színekben pompázott. A letisztított homlokzatról diaképeket készítettek, melyeket Xavier de Richemond átdolgozásában a homlokzatra is kivetítenek a fényjátékokban. Az esték folyamán így a katedrális abban az eredeti formavilágában tárul a látogatók elé, amely legutóbb a középkorban volt látható. A fény- és hangjáték kombinálásán alapuló projektbe egyre több középület is becsatlakozik a városban. Idén az egykori postahivatalból kialakított videó- és könyvtár monumentális épületére vetített fényfestés az újdonság. A pályaudvar és a színház homlokzatán jövőre megjelenő képekről pedig interneten szavazhatnak a helyiek az idei nyár folyamán.