Dans la plupart des cas, un plan sommaire de l'édifice, ne comportant pas d'échelle, était esquissé sur une planchette recouverte de cire, ou bien sur une aire de chaux ou de sable. Tout au plus, à la fin du XII^e siècle, a-t-on réalisé les épures,: dessin en grandeur réelle de certains éléments de baies ou de colonnes, au moyen d'incisions faites sur les murs à l'aide du compas à pointe sèche et de l'équerre ; cette technique était réservée à la confection des gabarits, ou modèles, pour les tailleurs de pierre. Le dessin en géométral, c'est-à-dire en plan, ne sera vraiment maîtrisé qu'au milieu du Xlll^e siècle, et le dessin technique avec tracés régulateurs qu'à la fin du XIV^e siècle.

Le passage du plan à la réalisation sur le terrain comportait également une part d'imprécision, du fait de l'absence d'instruments de visée. Le manque de parallélisme entre les murs de l'église de Boscodon et ceux de la chapelle Saint-Marcellin est un exemple concret de ce problème. L'étude des proportions en élévation pouvait aussi être faussée en cours d'exécution par l'épaisseur du mortier entre les pierres, qui variait sensiblement compte tenu des techniques de l'époque.

D'autre part, le souci d'employer les blocs de pierre tirés de la carrière en évitant au maximum les déchets, impliquait des hauteurs d'assise différentes, là encore difficilement maîtrisables. Ce problème était amplifié par le principe même de la construction sans ravalement, auquel obéissent tous les édifices romans : les pierres et les éléments de sculpture étaient taillés avant d'être posés par assises successives, chaque membre d'architecture étant pris ainsi dans une hauteur d'assise. Les Cisterciens chercheront constamment à résoudre ces problèmes en réduisant le plus possible l'épaisseur des joints et en maintenant une hauteur d'assise régulière.

Les bâtisseurs romans ne disposaient pas d'un système de mesures unifié, malgré les efforts faits dans ce domaine par les Carolingiens. La plupart des unités de longueur provenaient des mesures du corps Humain : le pouce, la paume, le palme, l'empan, le pied, la coudée, la brasse, ce qui rendait incertaines les tentatives d'étalonnage. Le morcellement politique et territorial au Moyen Age a en outre accentué cette extrême diversité, au point qu'il est actuellement très difficile de dresser un tableau cohérent des mesures utilisées à cette époque ou de retrouver l'unité choisie pour la construction de tel ou tel monument.

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Le module et les tracés géométriques

    Comme leurs prédécesseurs, les bâtisseurs romans établissent les proportions de leurs édifices au moyen de deux procédés, utilisés simultanément : le module et les tracés géométriques.

    Le module : Les différentes parties de la construction, en plan et en volume, sont liées entre elles par des rapports de grandeur simples fondés sur un module, ou commune mesure. Cette dimension varie suivant les projets (multiple du pied pour Cluny III, de la coudée pour Boscodon, etc.). Elle peut même être choisie arbitrairement, sans faire référence à un système de mesure, on l'appelle alors "pied de l’œuvre”, car elle correspond à une mesure prise dans l'édifice lui-même. Le module retenu s'exprime toujours en cotes entières, ce qui facilite la conception du projet et sa réalisation ; ainsi le plan de l'église de Saint-Gall, dont la largeur totale (60 Pieds) est égale au triple de la largeur des bas-côtés (20 pieds) et représente à peu près le tiers de sa longueur (200 pieds).

  Les tracés géométriques : Le plan de l'édifice, et souvent son élévation, sont définis par des tracés géométriques. La géométrie grecque étant perdue, les bâtisseurs romans s'appuient sur une géométrie opérative  pour élaborer un art combinatoire mettant en œuvre des figures simples : carrés, rectangles, cercles, triangles, auxquelles ils attachent des valeurs symboliques. Il ne s'agit pas de tracés régulateurs, tels qu'ils ont été pratiqués par la suite à la Renaissance : ceux-ci reposent en effet sur des concepts plus intellectualisés et théoriques, faisant largement appel aux mathématiques ; ils imposent à l'édifice, en plan et en élévation, une croissance rigoureusement ordonnée, régie par une progression de figures géométriques complexes. Les rapports de grandeur et les tracés géométriques sont incontestablement présents dans les églises romanes, mais leur étude doit cependant être abordée avec prudence, plusieurs facteurs risquant d'en fausser les restitutions.

Le manque d'études concernant les tracés eux-mêmes constitue un écueil. De nombreuses analyses basées sur les mensurations précises des monuments, et menées de manière systématique, à l'échelle européenne, permettraient de vérifier ou d'infirmer certaines hypothèses, et de dégager les grands principes de composition harmonique. Le niveau de connaissance scientifique des mares d’œuvre romans est parfois surestimé. Or dans ce domaine, comme dans d'autres déjà évoqués, cette époque est une période charnière. C'est au début du XI^e siècle que la culture occidentale commence à redécouvrir les connaissances oubliées de l'Antiquité. Ce mouvement est dû à l'initiative de quelques personnalités de premier plan, qui avaient compris que le renouveau intellectuel, dont la société avait un besoin vital, passait nécessairement par la traduction des traités philosophiques et scientifiques arabes, dépositaires des savoirs de la Grèce et de l'Orient.

Ainsi Gerbert, le pape de l'an mil, tente d'introduire les chiffres arabes (empruntés à l'Inde) ; Constantin l'Africain, moine bénédictin, entre 1070 et 1080, en Sicile, traduit d'arabe en latin les traités de médecine des Grecs Hippocrate et Gallien ; Gérard de Crémone entreprend dès 1130, à Tolède, de nombreuses traductions d'ouvrages de philosophie aristotélicienne et de mathématiques, bientôt reprises par d'autres savants venus de l'Europe entière, etc.

Ce transfert massif de connaissances s'est néanmoins effectué lentement, en raison de l'absence presque complète d'une scolarisation généralisée et des problèmes de diffusion des livres avant l'invention de l'imprimerie. Il ne portera vraiment ses fruits qu'à l'époque gothique, et surtout à la Renaissance.

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