Voor het ontwerp en de bouw van de kerk werd Rombout II Keldermans aangetrokken. Hij was, samen met Hendrik Lambrechts, verantwoordelijk voor de realisatie van het gebouw. Rombout overleed in 1531, ruim voor de voltooiing van de kerk. Een andere telg uit de familie Keldermans, Antoon, zette het werk samen met bouwmeester Lambrechts verder tot aan haar voltooiing in 1542.
De gotiek is een stijlstroming, die omstreeks 1130 ontstond in de streek rond Parijs en tot in de 16e eeuw gebruikt werd. De gotiek is een zeer diverse stroming met vele verschillende regionale varianten, maar de nadrukkelijke verticaliteit en het streven naar licht zijn de meest kenmerkende elementen. Daarnaast zijn ook het gebruik van spitsbogen, ribgewelven en roosvensters typerend. Het gebruik van lichtere structuren en een verdeling van het interieur d.m.v. ribben geven de gotische architectuur een slanke uitstraling. Deze nieuwe manier van bouwen vormde een groot contrast met de zware en donkere structuren uit de voorgaande romaanse bouwkunst.
Omstreeks 1300 ontstond in het Hertogdom Brabant de zogenaamde ‘Brabantse gotiek’. Deze regionale variant van de gotiek is geïnspireerd op de klassieke Franse hooggotiek, waarvan de kathedraal van Amiens een mooi voorbeeld is. Qua omvang was de Brabantse variant doorgaans wat bescheidener. Kenmerkende voorbeelden van de Brabantse gotiek zijn de O.L.V.-kathedraal van Antwerpen, de Sint-Romboutskathedraal in Mechelen en de Sint-Gummaruskerk in Lier. Typisch aan de Brabantse gotiek is het gebruik van de streekeigen Brabantse kalkzandsteen.
Het bouwen in zandsteen was echter niet altijd mogelijk. Zo zat er niet overal natuursteen in de ondergrond en kon het transporteren ervan buitensporig duur worden door een gebrek aan goede land- of waterwegen. Zo ook in de Kempen. De Kempense ondergrond is arm aan natuursteen, maar bevat wel een rijkdom aan klei. Hierdoor ontstond in de 14de eeuw een lokale variant van de regionale Brabantse gotiek, nl. de Kempense baksteengotiek.
Welke elementen zijn er nu zo typerend aan de Kempense baksteengotiek?
Samengevat is de Sint-Katharinakerk opgetrokken in een combinatie van de typische stijl van Rombout II Keldermans, nl de Brabantse gotiek, en de lokale Kempense traditie, waarbij de bouwmeester er in slaagde de twee stijlen te doen versmelten tot een harmonieus geheel.
De algemene opbouw van het kerkschip heeft ronde zuilen, koolbladkapiteel en een hoge lichtbeuk, zoals die ook in de grote Brabantse stadskerken van o.a. Lier terug te vinden zijn. Het triforium in de Sint-Katharinakerk werd echter vervangen door de typische Kempense raamtraceringen, welke doorgetrokken worden tot in de muren. Ook de plattegrond vertoont meer Kempense invloeden dan Brabantse. Vooral het ontbreken van de kooromgang is typisch voor de Kempense gotiek met een hoog, driezijdig afgesloten koor met smalle spitsboogvensters. Ook de monumentale westtoren behoort tot de typische Kempense gotiek, dankzij de zeer decoratieve uitwerking van de rijkelijk met bakstenen pinakels versierde steunberen, de laatgotische traceringen, blindnissen en boogfriezen.
Het is dan ook niet verwonderlijk dat de Sint-Katharinakerk, dankzij deze perfecte versmelting van de twee stijlen, algemeen beschouwd wordt als een van de hoogtepunten van de Kempense gotiek. Een uniek gegeven aan de Sint-Katharinakerk is dat het een bepaalde stijl is die in relatief korte tijd uitgevoerd is en die er na vijfhonderd jaar nog net zo staat zoals ze door de bouwmeesters bedoeld is. De kerk werd niet vermengd met andere bouwstijlen of aanbouwsels, waardoor de stijl zuiver van aard is gebleven.