L’église est d’un style gothique méridional : construite en briques, à l’exception de l’entrée ouest en pierre rajoutée plus tardivement dans un style gothique flamboyant.
Le clocher octogonal de type toulousain de cinq étages à baies amorties en mitre est haut de 43 mètres. Il a été achevé vers 1346.
La cathédrale a deux nefs de largeurs inégales. La hauteur maximale des nefs était de 18 mètres, mais le sol a été rehaussé de 1,50 m pour le protéger des crues de la Save. Elles ne font plus aujourd'hui qu'une hauteur de 16,50 mètres.
Comme pour les édifices toulousains, l'église a des mirandes en haut des murs permettant de dégager un espace entre les voûtes de l'église et la charpente du toit pouvant servir à recevoir des habitants en cas d'attaque de la ville comme de chemin de ronde pour la surveillance.
