La Catedral de Nuestra Señora de Tournai (Nôtre Dame de Tournai) es uno de las monumentos arquitectónicos más sobresalientes de Bélgica. La estructura, ubicada en el litoral sur del Escalda, está hecha de piedra gis-azulada presente en la región. Su edificación comenzó en el siglo XII sobre un fundamento más antiguo. El edificio combina tres corrientes arquitectónicas distintas que se sucedieron a través de la historia: la nave corresponde al periodo románico, de líneas severas y pesadas. El coro pertenece al estilo gótico; el transepto, a su vez, es de un estilo transitorio entre ambos. Esta convergencia de corrientes y estilos dan al edificio una apariencia única y deslumbrante.
El transepto es la parte más distintiva y característica del edificio, con su campanario de cinco torres con cúpulas en ápside.
La nave fue erigida en su mayor parte durante el primer tercio del siglo XII. Prefigurando el estilo gótico temprano, posee una galería en el segundo nivel, entre la arquería del suelo y el triforio. Pilastras entre el ventanal de arco de medio punto en el claristorio ayudan a soportar el peso de la bóveda que en siglo XVIII reeeplazó al techo original, hecho de madera, y plano.
Los brazos del transepto, construido por la mitad del siglo XII, terminan en ábside, una característica prestada con toda probablidad de ciartas iglesias renanas, característica que hará sentir su influencia en toda la Francia nororintal, como en la Noyon y la Soissons. Las torres cuadradas que flanquean el transepto alcanzan los 83 metros de altura. Las torres varían en ciertos detalles, algunos de los arcos que las adornan son de medio punto, otros son ojivales.
El obispo Gautier de Marvis (1219-1252) mandó demoler el coro románico original con el fin de reeplazarlo con uno gótico más majestuoso en dimensiones, inspirado por el que posee la Catedral de Amiens. La construcción del nuevo coro comenzó en 1242 y acabó en 1255. El resto de la catedrál debió de haberse reconstruido siguiendo los pasos del coro, para satisfacer la nueva moda arquitectónica. Esto, sin embargo, nunca sucedió. Las únicas remodelaciones posteriores fueron el pórtico occidental y una gran capilla gótica que fue erigida a lo largo de uno de los pasillos laterales, haciendo desaparecer la pared y ventanas originales.
En reconocimiento al valor cultural de la Catedral de Tournai, la Unesco la declaró Patrimonio de la Humanidad en el año 2000.
