Architektura Sainte-Chapelle jest arcydziełem stylu gotyckiego Rayonnant, charakteryzującego się naciskiem na wysokość, oświetlenie i misterne detale. Zbudowany w XIII wieku, ma dwupoziomową strukturę: dolna kaplica, z gwiaździstym sklepieniem i żywymi kolorami, służyła personelowi pałacu, podczas gdy górna kaplica, zarezerwowana dla rodziny królewskiej, olśniewa wysokimi oknami witrażowymi. Okna te, zajmujące ponad 600 metrów kwadratowych, przedstawiają ponad 1100 scen biblijnych w żywych odcieniach, tworząc kalejdoskop oświetlenia.
Delikatna kamienna konstrukcja kaplicy, smukłe kolumny i misterne rzeźbienia przyczyniają się do poczucia eterycznej nieważkości, podczas gdy rozeta, dodana w XV wieku, prezentuje ekstrawagancki gotycki design. Innowacyjne techniki architektoniczne i artystyczny przepych Sainte-Chapelle sprawiają, że jest to jedno z najwspanialszych osiągnięć średniowiecznego rzemiosła.