Chacun des deux bras du transept est constitué d'une nef carrée, à l'est de laquelle s'ouvre une abside, voûtée en cul-de-four.

Les voûtes, refaites au début du XX^e siècle, sont établies nord-sud, perpendiculairement aux voûtes des cryptes qui les supportent (voir les soubassements de l'église).
Le bras nord à été raccourci lors de la construction de la Merveille. Le décor est assez recherché, avec les colonnettes de différentes tailles, les arcs de décharge au-dessus des fenêtres ou l'oculus dans la partie haute.

La croisée du transept, sous laquelle affleure la pointe du rocher, a été entièrement reconstruite à la fin du XIX^e siècle.