Arkitekturen i Sainte-Chapelle er et mesterværk i Rayonnant-gotisk stil, der er kendetegnet ved sin vægt på højde, lys og indviklede detaljer. Det blev bygget i det 13. århundrede og har en struktur i to niveauer: Det nederste kapel, med et stjernehvælvet loft og levende farver, tjente paladsets personale, mens det øverste kapel, der var forbeholdt de kongelige, blænder med sine tårnhøje vinduer med glasmosaikker. Disse vinduer, der dækker over 600 kvadratmeter, viser over 1.100 bibelske scener i levende farver og skaber et kalejdoskop af lys.
Kapellets delikate murværk, slanke søjler og indviklede udskæringer bidrager til en følelse af æterisk vægtløshed, mens rosenvinduet, der blev tilføjet i det 15. århundrede, fremviser flamboyant gotisk design. Sainte-Chapelles innovative arkitektoniske teknikker og kunstneriske pragt gør den til en af de fineste præstationer inden for middelalderligt håndværk.