Khung gỗ của Nhà thờ Đức Bà chủ yếu là gỗ sồi, chứa các dầm có niên đại khá xa. Ví dụ như khung đầu tiên được xây dựng cho nhà thờ là được làm từ những cây bị chặt hạ khoảng giữa năm 1160 và 1170, tạo thành một trong những phần khung lâu đời nhất trong cấu trúc Nhà thờ.
Theo thông tin của trang website Notre Dame thì hầu hết các khung đều được gia cố từ năm 1220. Trong khi đó, phần khung hiện đại lại là lớp khung thứ hai, thì đều phản ánh các điều chỉnh được thực hiện sớm trong quá trình xây dựng của nhà thờ sau này. Kích thước của các khung này rất cao với độ dài 100 mét và cao 10 mét. Ở gian giữa của giáo đường, phần khung rộng 13 mét, và phần cánh ngang nhà thờ thì cao 10 mét.
Trong thời trung cổ, những người thợ mộc đã xây dựng phần khung đầu tiên trên mặt đất để đạt được những kích thước và cấu trúc chính xác đó. Sau, các công nhân sẽ tháo rời khung này rồi nâng nó lên bằng thiết bị nâng lên trần nhà - nơi mà phần khung sẽ được lắp lại hoàn toàn. Khi đã khớp vị trí, các xà này sẽ mở ra một tầm nhìn hướng đến đường chân trời từ góc 55 độ.
Kiến trúc thịnh hành của Nhà thờ Đức Bà theo trường phái Gothic với trần vòm cao. Để phù hợp với lối thiết kế và xây dựng ấy, Nhà thờ đòi hỏi chất liệu gia cố phải là những cây sồi cao, chắc chắn từ một khu rừng gần đó cho việc xây dựng được thuận tiện.
Sau đó, dự án đã được khởi động với 21 héc-ta gỗ sồi sử dụng. Mỗi rầm của một "tác phẩm" bằng gỗ với những đoạn bắc chéo phức tạp đều được sử dụng từ một cây khác nhau, do vậy ước tính tổng cộng có 13.000 cây được dùng cho việc xây dựng bên trong Nhà thờ này. Nhằm đạt đến bề cao chất lượng mà các thợ mộc cần có để kiên cố được cấu trúc cao lớn cho Nhà thờ, những cây sồi được "tuyển chọn" đều nằm trong khoảng tuổi đời từ 300 hoặc 400 năm, có nghĩa là chúng đã được trồng trước đó vào khoảng thế kỷ thứ tám hay chín.
Gỗ cây được sử dụng để làm khung gỗ có tuổi đời khoảng 300 hoặc 400 năm tuổi.
Cấu trúc khung gỗ này được hình thành như một bệ đỡ của phần mái - làm bằng chì và nặng 210 tấn. Khung chì có ưu điểm là chống cháy, theo thông tin từ Thư viện Quốc gia Pháp. Song phần gỗ hỗ trợ mái chì thì lại có khả năng bắt lửa với diện tích sử dụng nó quá lớn, do vậy mà sau vụ hỏa hoạn đêm 15/4 vừa qua, khả năng tất cả những phần gỗ sồi giá trị bên trong nhà thờ đã có thể bị thiêu hủy hoàn toàn.
