Neogotycka bazylika św. Klotyldy jest jednym z pięciu kościołów katolickich o statusie bazyliki w Paryżu. Jednonawową świątynię wzniesiono na planie krzyża łacińskiego. Fasadę zdobi osiem rzeźb świętych oraz rozeta nad wejściem. Wśród wyposażenia wnętrza zwracają uwagę ołtarz główny, organy, obrazy oraz drewniana ambona.
Bazylika św. Klotyldy została zaprojektowana przez niemieckiego architekta z Kolonii F. C. Gau. Prace budowlane trwały w latach 1846 – 1857, po śmierci Gau w 1853 roku, prace budowlane kontynuował Theodore Ballu. Kościół został konsekrowany przez kardynała Morlota. W 1896 roku papież Leon XIII ustanowił świątynię bazyliką mniejszą.
Za wykonanie witraży odpowiada dziewiętnastowieczny producent szkła, Thibaut. Dekoracje malarskie są autorstwa Julesa Eugène Lenepveu. Rzeźby w bazylice wykonali James Pradier, Francisque Joseph Duret, Jean-Baptiste Claude oraz Eugène Guillaume. Świątynia ma długość 96 m, a jej wieże wraz z iglicami osiągają wysokość 70 m.