L'architettura gotica si fonda sull'uso dell'arco a sesto acuto o ogiva (cioè formato da due archi di cerchio che si incrociano alla sommità), della volta a crociera costolonata (cioè con nervature a vista, dette anche costoloni, che la dividono in spicchi detti vele) e degli archi rampanti. Nessuno di questi elementi è un'invenzione degli architetti gotici. Come abbiamo visto l'arco acuto, di origine islamica, e la volta a crociera costolonata, sorretta da pilastri, compaiono già nell'architettura romanica. Gli archi rampanti sono archi esterni alla struttura, aventi le imposte ad altezze diverse, con la funzione di scaricare le spinte delle volte; sono impiegati anche in alcune chiese romaniche, dove però non sono evidenti perché nascosti sotto i tetti.
La novità del Gotico è la combinazione di questi elementi per scopi tecnici ed estetici precisi. Dal punto di vista strutturale, si possono innalzare volte più leggere, utilizzando per la costruzione armature ridotte e risparmiando legname.
Mentre l'arco a tutto sesto impone volte e campate a pianta quadrata (modulo quadrato della campata), con quello a sesto acuto si possono costruire volte rettangolari, distribuendo il carico in modo uniforme sui sostegni verticali. Una struttura così formata si regge sul suo scheletro, consentendo di ridurre al minimo la muratura: si parla a questo proposito di edifici a scheletro portante.
Lo scheletro di un edificio gotico è costituito dai costoloni delle volte, dagli archi rampanti e dai pilastri, che possono essere, come già nel Romanico, di forme diverse: compositi (cioè costituiti da fasci di colonne), cilindrici, a sezione quadrata o poligonale (► p. 59).
Un'applicazione estrema di questa possibilità si trova nella Sainte-Chapelle, cappella del Palazzo Reale di Parigi (poi distrutto) costruita per volontà del re Luigi IX dal 1242 al 1248 per accogliere alcune reliquie della Passione di Cristo e articolata su due livelli, corrispondenti alle diverse funzioni. La cappella inferiore, in origine destinata alla servitù, è relativamente bassa e divisa in tre navate. In quella superiore (3), a una sola navata, al di sopra dello zoccolo della parete si elevano solo i sottili pilastri che sostengono le volte, mentre i muri sono sostituiti da grandi vetrate.