Vēsturnieki ir identificējuši divus galvenos viduslaiku katedrāļu veidus, kurus parasti klasificē kā romānikas un gotikas. Romānikas stila katedrāles parasti tika uzceltas laikā no aptuveni 800. līdz 1200. gadam mūsu ēras. Gotiskās katedrāles parasti tika uzceltas aptuveni no 1200. līdz 1500. gadam mūsu ēras. Lielākā daļa vēsturnieku uzskata, ka romānikas arhitektūras stils ir lielā mērā aizgūts no Bizantijas un Romas impērijas arhitektūras konvencijām. Viduslaiku katedrāles, kas celtas gotikas stilā, parasti ietvēra dekoratīvākus rotājumus un parasti ietvēra arhitektūras sasniegumus, kas ļāva izveidot lielākus logus un augstākus griestus.
Galvenās romānikas arhitektūras iezīmes viduslaikos parasti ir ļoti biezas, spēcīgas akmens sienas, mazi logi un lieli pīlāri, kas paredzēti katedrāles jumta noturēšanai. Arhitekti tajā laikā savu katedrāļu celtniecībā izmantoja daudzas akmens velves, iespējams, tāpēc, ka viņi uzskatīja, ka šī arhitektūras iezīme var ierobežot ugunsgrēka radītos postījumus ugunsgrēka gadījumā. Arkas ir atrodamas arī daudzās romānikas stila viduslaiku katedrālēs. Arhitektūras atbalstam bieži tika izmantotas regulāras arkas, bet aklās arkas, kā tās sauc, bieži tika iebūvētas šo katedrāļu sienās kā dekoratīvs elements. Turklāt daudzas romānikas stilā celtās katedrāles pēc konstrukcijas bija krusta formas, tām bija vairāk nekā viens augsts tornis, un tām bieži bija ejas, kas veda gar iekštelpu malām gar nafu.
Gotiskās katedrāles parasti ir lielākas un labāk apgaismotas nekā romānikas stila viduslaiku katedrāles, jo šajās struktūrās varēja iekļaut arhitektūras sasniegumus, kas ļāva veidot plānākas, vieglākas sienas un lielākus logus. Lielākā daļa arhitektūras vēsturnieku uzskata, ka lidojošā balsta izgudrojums ir saistīts ar gotikas arhitektūras stilu parādīšanos. Šī funkcija ļāva tā laika arhitektiem atbalstīt smago akmens jumtu katedrālei no ārpuses, lai sienām un iekšējiem pīlāriem nebūtu jābūt tik bieziem, lai novērstu katedrāles sabrukšanu.
Lielākā daļa viduslaiku katedrāļu ar lieliem vitrāžām ir veidotas gotikas stilā. Gotikas katedrālēm parasti ir arī daudz augstāki griesti, lai gan tajās joprojām ir arkas, velves un pīlāri. Gotikas stila katedrāles parasti ir dekorētas daudz greznāk, īpaši ārpusē. Gotikas stila katedrālēs var parādīties gargoilas, skulptūras reliģiskas ainas, reliģisku figūru statujas un pat nelielas humoristiskas skulptūras. Šīs katedrāles bieži tika uzceltas ar iekšējām ejām gar nabas malām, un daudzās bija arī nelielas privātas kapelas un svētnīcas, kas tika uzbūvētas no nabas sāniem.
Lielākā daļa vēsturnieku uzskata, ka viduslaiku katedrāles būvēja nekvalificētu strādnieku grupas, kuras parasti apmācīja labi apmācīti un zinoši amatnieki. Katedrāles celtniecību parasti pasūtīja diecēžu bīskaps, kurš projekta finansēšanai parasti vāca ziedojumus no kopienas un jo īpaši no tiem, kas drīz mirs. Vēsturnieki uzskata, ka lielas viduslaiku katedrāles, iespējams, tika uzskatītas par nepieciešamu, lai izmitinātu daudzos reliģiskos svētceļniekus, kuri tajā laikā ceļoja pa Eiropu, šķērsojot dažādas kopienas, lai godinātu nozīmīgās kristiešu svētnīcas.