哥特式教堂借助尖券、肋拱、外扶垛来承重，墙壁不再起支撑作用，由此能够大量增加窗户的面积：“即使拆掉哥特式建筑的墙壁，那些立柱、穹隆的肋构架和扶垛等主要结构仍将完美无缺地保存下来—这与用整块的钢筋混凝土建立起来的现代建筑截然不同。”[15]教堂侧面的狭长窗户排列成大面积的光亮区，墙面随之急剧缩小，有时几乎成了轻巧的窗框，例如在大厅东头耳堂上方的墙上镶有轮辐状的圆形玫瑰花窗。这使教堂内部成为光的殿堂，却也导致先前罗曼式教堂里的壁画难以为继。罗曼式教堂窗小墙宽，其墙壁可供绘制大型湿壁画（Fresco），湿壁画创作因为一旦下笔就不可再更改，对画家的技艺有极高要求。例如中世纪最后一位画家、第一位文艺复兴大师、意大利画家乔托（Giotto）在帕多瓦城（Padua）斯克洛维尼教堂里的壁画一直保留至今。他将古代和中世纪雕塑的身体塑造手法运用于绘画表现中，人物形态生动逼真、具有立体感。
哥特式教堂则缺乏可供绘画的墙面，于是，画家们逐渐开始尝试采用木板、羊皮纸或帆布作为底板。1430年左右，弗兰德地区的画家凡·艾克（VanEyck）兄弟试验在颜料里兑油彩，以此作为绘画材料，从而促成了油画的诞生。油画从此逐渐脱离建筑，发展成了独立的艺术门类。
哥特式教堂的大面积窗户虽不利于油画创作，却为彩色玻璃的制作和彩绘工艺的发展提供了充足空间，推动了这片艺术领域的兴盛繁荣。当时的技术还难以生产纯净的透明玻璃，只能制造含杂质的半透明彩色玻璃。彩色玻璃是在普通玻璃中加进氧化金属并着色，或在玻璃表面烧上一层颜料；在烧制和拼组玻璃时，要避免红一块、绿一块，必须巧妙地调好各种颜色，使光线能透过玻璃，显得斑驳而不刺眼。玫瑰窗以蓝色和红色为主，蓝色象征着天堂和圣母，红色象征着基督受难，这两种色彩在阳光中融合成紫色，显得高贵、神秘、忧郁。法国艺术史学家艾黎·福尔写道：
在飞拱与穹窿之间，建筑物就像巨鲸的骨骼，被铁钩悬于空间之中，使得天光可以从各个方向传入，就像飘浮在空中一样……彩绘玻璃窗为北方惨白的白昼带来了燃烧的光影，轻柔地抚过被绚烂照耀的石块。这些蔚蓝色、暗蓝色、橘黄色和金黄色、橙色、葡萄红或者紫红色、深青色的绚丽色彩通过殿堂的美幻化成耶稣的血，天空的蓝宝石，秋天葡萄的红棕色，远方与邻近的海洋的祖母绿。[16]
一块块玻璃通过铅条连接起来，然后镶进窗户，金属框架既是图画的轮廓，又是将之固定的黏合材料。玻璃彩绘的图案是拼组而成的，这受到拜占庭镶嵌画的影响，是十字军东征期间从奥斯曼帝国学到的艺术元素；彩绘图案的题材包括《圣经》故事、圣徒传说、大主教或封建主肖像等，一扇扇窗户就是一则则故事。
不过，阳光照射之时，彩色玻璃绘图的画面变得模糊难辨，其叙事功能大为减弱，代之以光的迷离梦幻。自然之光仿佛为彩色玻璃笼罩了一层薄纱，迷离朦胧的彩绘图像更多是从象征意义上照亮信徒的精神世界；不断变化的白昼之光经由彩色玻璃的过滤与折射，恍若神界的光芒、天国的光亮。阳光透过五彩斑斓的玻璃，闪烁的光芒散落在以灰白色调为主的教堂空间里、牧师和信徒的身上。自外而内照进的光线引起玻璃色彩的微妙变化，随着时辰、天气的不同而瞬息万变，产生飘忽不定的颤动感，使之成为变幻不定的风景，光之戏剧还与墙之石材交相辉映，这一切都为静止肃穆的教堂空间带来绚烂波动的生机：
当自由的白昼之光代替了地下室里昏暗的灯笼时，它就取代了镶嵌画深暗的金色领域。在许多世纪里，沙特尔（指法国的沙特尔教堂，引者注）的窗户这个沉默的乐队似乎听从于巨大日晷之上的天使手中的指挥棒。[17]
哥特式教堂的彩绘玻璃不仅是历史文物，还吸引现当代艺术家继续创作，其样态展现出与时俱进的艺术活力，中世纪建筑与现代艺术的精彩对话。在此可以举四个例子：1947—1951年，法国野兽派艺术家马蒂斯（HenriMatisse）为法国南部旺斯修道院的礼拜堂绘制玻璃彩画；1978年，来自俄罗斯的超现实主义画家夏加尔（MarcChagall）为苏黎世玛丽亚教堂和柏林圣海德维格大教堂绘制玻璃彩画，为后者采用了几何形抽象图案；2007年，莱比锡画家瑙赫（NeoRauch）为瑙姆堡主教堂的伊丽莎白礼拜堂创作玻璃彩画，描绘圣人伊丽莎白的事迹；2007年，德国画家里希特（GerhardRichter）为科隆大教堂的南面侧墙—面积11500平方米—绘制玻璃彩画，采用72种色块，取自他自己的画作《4096种颜色》（1974）。所有色彩完全由电脑按照偶然原则加以排列，没有任何具象指称，就表现意涵而言是开放的，可以任由观者浮想联翩。这一作品在德国引起轩然大波，尤其遭到科隆大主教的拒斥，他质疑这一随意随机的玻璃彩绘是否能引发观者的宗教冥思。
