Современный готический собор был построен в начале XIII в. (основные строительный работы были выполнены в течение 30 лет) на руинах предыдущего романского собора, погибшего во время пожара 1194 г.

Отличительной чертой собора является то, что его две башни сильно различаются между собой. Северная башня имеет типичное древнеготическое основание (с контрфорсами и небольшим количеством отверстий) и шпиль в стиле пламенеющая готика, выполненный несколько позже (XV в.). Южная башня, напротив, имеет основание уже готического стиля и увенчана более простым шпилем.

Шартрский собор является местом паломничества, а его башни возвышаются над городом и над окрестной долиной Бос (фр. Beauce). Собор вошел в список Всемирного наследия ЮНЕСКО в 1979 г.